Atomic概念
計算機中的Atomic是指不能分割成若干部分的意思。如果一段代碼被認為是Atomic，則表示這段代碼在執(zhí)行過程中，是不能被中斷的。通常來說，原子指令由硬件提供，供軟件來實現(xiàn)原子方法（某個線程進入該方法后，就不會被中斷，直到其執(zhí)行完成）
在x86 平臺上，CPU提供了在指令執(zhí)行期間對總線加鎖的手段。CPU芯片上有一條引線#HLOCK pin，如果匯編語言的程序中在一條指令前面加上前綴"LOCK"，經(jīng)過匯編以后的機器代碼就使CPU在執(zhí)行這條指令的時候把#HLOCK pin的電位拉低，持續(xù)到這條指令結(jié)束時放開，從而把總線鎖住，這樣同一總線上別的CPU就暫時不能通過總線訪問內(nèi)存了，保證了這條指令在多處理器環(huán)境中的原子性
JDk中的java.util.concurrent.atomic
基本的特性就是在多線程環(huán)境下，當有多個線程同時執(zhí)行這些類的實例包含的方法時，具有排他性，即當某個線程進入方法，執(zhí)行其中的指令時，不會被其他線程打斷，而別的線程就像自旋鎖一樣，一直等到該方法執(zhí)行完成，才由JVM從等待隊列中選擇一個另一個線程進入，這只是一種邏輯上的理解。實際上是借助硬件的相關(guān)指令來實現(xiàn)的，不會阻塞線程(或者說只是在硬件級別上阻塞了)。
其中的類可以分成4組
AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference
AtomicIntegerArray，AtomicLongArray
AtomicLongFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater
AtomicMarkableReference，AtomicStampedReference，AtomicReferenceArray
Atomic類的作用
使得讓對單一數(shù)據(jù)的操作，實現(xiàn)了原子化
使用Atomic類構(gòu)建復(fù)雜的，無需阻塞的代碼
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
public class Test {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Test test = new Test();
test.testAtomicBoolean();
}
private AtomicBoolean wakeupPending = new AtomicBoolean(false);
private AtomicBoolean initialized = new AtomicBoolean(false);
public void testAtomicBoolean() throws InterruptedException{
// 實現(xiàn)只有一個線程在運行
ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
service.execute(new Worker("aa"));
service.execute(new Worker("bb"));
service.execute(new Worker("cc"));
TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
}
private class Worker implements Runnable {
private String name;
public Worker(String name) {
this.name = name;
init();
}
public void init() {
if (initialized.compareAndSet(false, true)) {
System.out.println("實現(xiàn)只初始化一次的功能");
}
}
public void run() {
while (true) {
if (wakeupPending.compareAndSet(false, true)) {
System.out.println(name + " enter");
System.out.println(name + " working");
System.out.println(name + " leave");
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
wakeupPending.set(false);
} else {
// System.out.println(name + " give up");
}
}
}
}
}
訪問對2個或2個以上的atomic變量（或者對單個atomic變量進行2次或2次以上的操作）通常認為是需要同步的，以達到讓這些操作能被作為一個原子單元。
2.1 AtomicBoolean , AtomicInteger, AtomicLong, AtomicReference
這四種基本類型用來處理布爾，整數(shù)，長整數(shù)，對象四種數(shù)據(jù)。
構(gòu)造函數(shù)（兩個構(gòu)造函數(shù)）
默認的構(gòu)造函數(shù)：初始化的數(shù)據(jù)分別是false，0，0，null
帶參構(gòu)造函數(shù)：參數(shù)為初始化的數(shù)據(jù)
set( )和get( )方法：可以原子地設(shè)定和獲取atomic的數(shù)據(jù)。類似于volatile，保證數(shù)據(jù)會在主存中設(shè)置或讀取
getAndSet( )方法
原子的將變量設(shè)定為新數(shù)據(jù)，同時返回先前的舊數(shù)據(jù)
其本質(zhì)是get( )操作，然后做set( )操作。盡管這2個操作都是atomic，但是他們合并在一起的時候，就不是atomic。在Java的源程序的級別上，如果不依賴synchronized的機制來完成這個工作，是不可能的。只有依靠native方法才可以。
compareAndSet( ) 和weakCompareAndSet( )方法
這兩個方法都是conditional modifier方法。這2個方法接受2個參數(shù)，一個是期望數(shù)據(jù)(expected)，一個是新數(shù)據(jù)(new)；如果atomic里面的數(shù)據(jù)和期望數(shù)據(jù)一致，則將新數(shù)據(jù)設(shè)定給atomic的數(shù)據(jù)，返回true，表明成功；否則就不設(shè)定，并返回false。
對于AtomicInteger、AtomicLong還提供了一些特別的方法。getAndIncrement( )、incrementAndGet( )、getAndDecrement( )、decrementAndGet ( )、addAndGet( )、getAndAdd( )以實現(xiàn)一些加法，減法原子操作。(注意 --i、++i不是原子操作，其中包含有3個操作步驟：第一步，讀取i；第二步，加1或減1；第三步：寫回內(nèi)存)