Java並發程式設計：JUC工具包的AtomicInteger原子整型使用範例分析

AtomicInteger 類別底層儲存一個int值，並提供方法對該int值進行原子運算。 AtomicInteger 作為java.util.concurrent.atomic套件的一部分，從Java 1.5開始引入。

1. AtomicInteger基礎用法

透過下文的AtomicInteger建構方法，可以建立一個AtomicInteger對象，該物件的初始值預設為0 。 AtomicInteger提供get和set方法，取得底層int整數值，與設定int整數值

//初始值为0的atomicInteger对象
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger();  
//初始值为200的atomicInteger对象
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(200);
int currentValue = atomicInteger.get();         //100
atomicInteger.set(2453);                        //现在的值是 2453

但是上面的方法，對於AtomicInteger來說並不是它的核心內容，AtomicInteger核心內容體現在它的原子性，我們下文介紹。

2. 什麼時候需要使用AtomicInteger

我們通常在以下的兩個場景下使用AtomicInteger

多執行緒並發場景下操作一個計數器，需要保證計數器操作的原子性。

進行數值比較，如果給定值與目前值相等，則進行數值的更新操作，並實現操作的非阻塞演算法。

2.1. 原子計數器場景

把AtomicInteger當作一個計數器使用，AtomicInteger提供了若干方法進行加法、減法的原子運算。

例如從一個map裡面取得值，用get()方法，這是第一個運算；取得到值之後給這個值加上n，這是第二個運算；將進行過加法運算的值，再次放入map裡面是第三個操作。所謂操作的原子性是指：在多執行緒並發的場景下，上面的三個操作是原子性的，也就是不可分割的。不會出現A線程get了數值，B線程同時也get到了該數值，兩個線程同時為該值做運算並先後再次放入的情況，這種情況對於AtomicInteger而言是不會出現的，AtomicInteger操作是線程安全的、不可分割的。

addAndGet()- 將給定的值加到目前值上，並在加法後傳回新值，並保證操作的原子性。

getAndAdd()- 將給定的值加到目前值上，並傳回舊值，並保證操作的原子性。

incrementAndGet()- 將目前值增加1，並在增加後傳回新值。它相當於 i操作，並保證操作的原子性。

getAndIncrement()- 將目前值增加1並傳回舊值。相當於 i操作，並保證操作的原子性。

decrementAndGet()- 將目前值減去1，並在減去後傳回新值，相當於i--操作，並保證操作的原子性。

getAndDecrement()- 將目前值減去1，並傳回舊值。它相當於 --i操作，並保證操作的原子性。

下面是AtomicInteger原子性操作方法的例子

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //初始值为100的atomic Integer
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(100);
        System.out.println(atomicInteger.addAndGet(2));         //加2并返回102
        System.out.println(atomicInteger);                      //102
        System.out.println(atomicInteger.getAndAdd(2));         //先获取102，再加2
        System.out.println(atomicInteger);                      //104
        System.out.println(atomicInteger.incrementAndGet());    //加1再获取105   
        System.out.println(atomicInteger);                      //105   
        System.out.println(atomicInteger.getAndIncrement());    //先获取105再加1
        System.out.println(atomicInteger);                      //106
        System.out.println(atomicInteger.decrementAndGet());    //减1再获取105
        System.out.println(atomicInteger);                      //105
        System.out.println(atomicInteger.getAndDecrement());    //先获取105，再减1
        System.out.println(atomicInteger);                      //104
    }
}

2.2. 數值比對及交換操作

compareAndSet操作將一個記憶體位置的內容與一個給定的值進行比較，只有當它們相同時，才會將該記憶體位置的內容修改為一個給定的新值。這個過程是以單個原子操作的方式完成的。

compareAndSet方法：如果目前值==預期值，則將值設定為給定的更新值。

boolean compareAndSet(int expect, int update)

expect是預期值

update是更新值

AtomicInteger compareAndSet() 方法的範例

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //初始值为100的atomic Integer
        AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(100);
        //当前值100 = 预期值100，所以设置atomicInteger=110
        boolean isSuccess = atomicInteger.compareAndSet(100,110);  
        System.out.println(isSuccess);      //输出结果为true表示操作成功
        //当前值110 = 预期值100？不相等，所以atomicInteger仍然等于110
        isSuccess = atomicInteger.compareAndSet(100,120);  
        System.out.println(isSuccess);      //输出结果为false表示操作失败
    }
}

3. 總結

AtomicInteger可以幫助我們在不使用synchronized同步鎖定的情況下，實現在多執行緒場景下int數值操作的執行緒安全，操作的原子性。並且使用AtomicInteger來實現int數值的原子操作，遠比使用synchronized同步鎖定效率更高。

java.util.concurrent.atomic套件不僅為我們提供了AtomicInteger，還提供了AtomicBoolean布爾原子操作類、AtomicLong長整型布爾原子操作類、AtomicReference物件原子操作類別、AtomicIntegerArray整數陣列原子操作類別、AtomicLongArray長整型陣列原子操作類別、AtomicReferenceArray物件陣列原子操作類別。

以上是Java並發程式設計：JUC工具包的AtomicInteger原子整型使用範例分析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！