Java一分钟之-并发编程：原子类(AtomicInteger, AtomicReference)

Jimaks

发布于 2024-05-28 08:44:31

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发布于 2024-05-28 08:44:31

文章被收录于专栏：大数据大数据

在Java并发编程领域，原子类是实现线程安全的一种轻量级手段，尤其适用于那些需要高性能并发访问的场景。AtomicInteger和AtomicReference作为原子类的代表，它们提供了在多线程环境下无锁的原子操作。本文将深入探讨这两者的使用、常见问题、易错点以及如何有效避免这些问题，并通过代码示例加以说明。

1. AtomicInteger - 原子整数操作

AtomicInteger提供了原子性的基本整型操作，如增加、减少、设置值等，无需显式加锁。

常见问题与易错点

误解原子性：认为任何基于AtomicInteger的操作都是绝对线程安全的。实际上，原子性仅保证了单个操作的不可分割性，复杂逻辑依然可能需要额外同步。
过度依赖原子类：在某些情况下，过度使用原子类可能不如使用synchronized或Lock来得直观和高效，特别是在涉及多个变量的复合操作时。

如何避免

明确原子操作边界：确保理解每个原子操作的界限，对于复合操作，考虑使用更高层次的同步机制。
合理选择同步策略：根据具体场景选择最合适的并发控制方式。

2. AtomicReference - 原子引用类型操作

AtomicReference允许以原子方式更新对象引用，适用于需要原子更新任意对象的情况。

常见问题与易错点

滥用AtomicReference：将其用于所有对象类型的并发控制，忽略了对象内部状态的并发访问问题。
忽略可见性问题：虽然AtomicReference保证了更新的原子性，但对象内部状态的改变仍需考虑volatile或其他同步机制来保证可见性。

如何避免

精确控制原子更新：仅在确实需要原子更新引用时使用AtomicReference。
综合考虑并发控制：确保对象内部状态的修改也能得到正确的同步处理。

代码示例

AtomicInteger 示例

public class AtomicIntegerDemo {
    private static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public static void increment() {
        count.incrementAndGet();
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread[] threads = new Thread[10];
        for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
            threads[i] = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    increment();
                }
            });
        }

        for (Thread t : threads) {
            t.start();
        }

        for (Thread t : threads) {
            t.join();
        }

        System.out.println("Final count: " + count.get()); // 应输出10000
    }
}

AtomicReference 示例

public class AtomicReferenceDemo {
    private static AtomicReference<String> config = new AtomicReference<>("config-v1");

    public static void updateConfig() {
        String newValue = "config-v2";
        if (config.compareAndSet("config-v1", newValue)) {
            System.out.println("Configuration updated to " + newValue);
        } else {
            System.out.println("Update failed, current config is not 'config-v1'");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Thread t1 = new Thread(AtomicReferenceDemo::updateConfig);
        Thread t2 = new Thread(AtomicReferenceDemo::updateConfig);

        t1.start();
        t2.start();

        try {
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}