Java并发AtomicBoolean类

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在java.util.concurrent.atomic包里,多了一批原子处理类。AtomicBoolean、…

java.util.concurrent.atomic包里,多了一批原子处理类。AtomicBooleanAtomicIntegerAtomicLongAtomicReference。主要用于在高并发环境下的高效程序处理,来帮助我们简化同步处理.

AtomicInteger一个提供原子操作的Integer的类。在Java语言中,++ii++操作并不是线程安全的,在使用的时候,不可避免的会用到synchronized关键字。而AtomicInteger则通过一种线程安全的加减操作接口。

我们先来看看AtomicInteger提供了什么接口:

public final int get() //获取当前的值  public final int getAndSet(int newValue)//获取当前的值,并设置新的值  public final int getAndIncrement()//获取当前的值,并自增  public final int getAndDecrement() //获取当前的值,并自减  public final int getAndAdd(int delta) //获取当前的值,并加上预期的值  

下面通过两个简单的例子来看一下 AtomicInteger 的优势。

普通线程同步:

class Test2 {          private volatile int count = 0;            public synchronized void increment() {                    count++; //若要线程安全执行执行count++,需要加锁          }            public int getCount() {                    return count;          }  }  

使用AtomicInteger来实现:

class Test2 {          private AtomicInteger count = new AtomicInteger();            public void increment() {                    count.incrementAndGet();          }     //使用AtomicInteger之后,不需要加锁,也可以实现线程安全。         public int getCount() {                  return count.get();          }  }  

从上面的例子中我们可以看出:使用AtomicInteger是非常的安全的。而且因为AtomicInteger由硬件提供原子操作指令实现的。在非激烈竞争的情况下,开销更小,速度更快。

我们来看看AtomicInteger是如何使用非阻塞算法来实现并发控制的:
AtomicInteger的关键域只有一下3个:

// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates  private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();  private static final long valueOffset;  static {               try {                          valueOffset = unsafe.objectFieldOffset (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));             } catch (Exception ex) {                  throw new Error(ex);           }      }  private volatile int value;  

这里, unsafe是java提供的获得对对象内存地址访问的类,注释已经清楚的写出了,它的作用就是在更新操作时提供“比较并替换”的作用。实际上就是AtomicInteger中的一个工具。
valueOffset是用来记录value本身在内存的便宜地址的,这个记录,也主要是为了在更新操作在内存中找到value的位置,方便比较。
注意:value是用来存储整数的时间变量,这里被声明为volatile,就是为了保证在更新操作时,当前线程可以拿到value最新的值(并发环境下,value可能已经被其他线程更新了)。
这里,我们以自增的代码为例,可以看到这个并发控制的核心算法:

/**  *Atomicallyincrementsbyonethecurrentvalue.  *  *@returntheupdatedvalue  */  publicfinalintincrementAndGet(){      for(;;){          //这里可以拿到value的最新值          intcurrent=get();          intnext=current+1;          if(compareAndSet(current,next)){              returnnext;          }        }  }    publicfinalbooleancompareAndSet(intexpect,intupdate){  //使用unsafe的native方法,实现高效的硬件级别CAS          returnunsafe.compareAndSwapInt(this,valueOffset,expect,update);  }  

性能对比测试

下面是一个对比测试,我们写一个synchronized的方法和一个AtomicInteger的方法来进行测试,直观的感受下性能上的差异。

package zl.study.concurrency;    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;    public class AtomicIntegerCompareTest {        private int value;          public AtomicIntegerCompareTest(int value){            this.value = value;        }          public synchronized int increase(){            return value++;        }          public static void main(String args[]){            long start = System.currentTimeMillis();              AtomicIntegerCompareTest test = new AtomicIntegerCompareTest(0);            for( int i=0;i< 1000000;i++){                test.increase();            }            long end = System.currentTimeMillis();            System.out.println("time elapse:"+(end -start));              long start1 = System.currentTimeMillis();              AtomicInteger atomic = new AtomicInteger(0);              for( int i=0;i< 1000000;i++){                atomic.incrementAndGet();            }            long end1 = System.currentTimeMillis();            System.out.println("time elapse:"+(end1 -start1) );            }    }  

结果 –

time elapse:31  time elapse:16  

由此不难看出,通过JNI本地的CAS性能远超synchronized关键字

优点总结:
最大的好处就是可以避免多线程的优先级倒置和死锁情况的发生,提升在高并发处理下的性能。

  

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