JUC原子类

• JUC原子类
  • 优势
  • 6大原子类
    • Atomic*基本类型原子类
      • 常用方法
      • 存在的问题
      • 改进
    • Array数组类型原子类
    • 引用类型原子类
    • 原子更新器
    • Adder 加法器
    • Accumulator 积累器
  • AtomicInteger和synchronized
    • 区别

JUC原子类保证了对于添加、递增等可以进行原子性操作，用于并发编程中保证线程安全。

JUC原子类

优势

原子类的作用和锁类似，用于保证并发情况下线程安全，相比于锁，有一定的优势。

1. 粒度更细：原子变量可以把竞争范围缩小到变量级别
2. 效率更高：除了高度竞争的情况之外，使用原子类的效率通常会比使用同步互斥锁的效率更高，因为原子类底层利用了 CAS 操作，不会阻塞线程。

6大原子类

Atomic*基本类型原子类

包括三种，分别是 AtomicInteger、AtomicLong 和 AtomicBoolean。AtomicInteger。AtomicInteger是对int类型的封装，并且提供了原子性的访问和更新。因此需要一个用在并发场景下的整型变量时，可以直接使用它。

常用方法

public final int get() //获取当前的值
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
boolean compareAndSet(int expect, int update) //如果输入的数值等于预期值，则以原子方式将该值更新为输入值（update）

存在的问题

现假设场景为：添加一个自增一次的任务，执行100次

在AtomicLong中，用来保存数值的value属性被volatile修饰，需要保证自身可见性。即每次数值有变化就要进行flush和reflush，才能保证其他线程感知到数值的变化。竞争激烈时，这两步操作会耗费大量资源。

改进

在 JDK 8 中又新增了 LongAdder 这个类，这是一个针对 Long 类型的操作工具类。

/**
* 描述：     在16个线程下使用LongAdder
*/
public class LongAdderDemo { 
	public static void main(String[] args	 throws InterruptedException {
	//AtomicLong counter = new AtomicLong(0);		
	LongAdder counter = new LongAdder();	
	ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(16);
	for (int i = 0; i < 100; i++) {
		service.submit(new Task(counter));
	}
	Thread.sleep(2000);
	//System.out.println(counter.get())
	System.out.println(counter.sum());
}
	static class Task implements Runnable {
	 		//private final AtomicLong counter;
		private final LongAdder counte;	
		public Task(LongAdder counter) {
			this.counter = counter;
		
		@Override
		public void run()			//counter.incrementAndGet();
		    counter.increment();
		}
	}
}

• LongAdder引入了分段累加的概念，内部一共有两个参数参与计数：第一个叫作base，它是一个变量，第二个是Cell[ ]，是一个数组。其中的base是用在竞争不激烈的情况下的，可以直接把累加结果改到base变量上。一旦竞争激烈，各个线程会分散累加到自己所对应的那个Cell[]数组的某一个对象中，而不会大家共用同一个，本质是通过空间换时间 降低冲突的概率。
• 最后一步的求和sum方法，执行LongAdder.sum()的时候，会把各个线程里的Cell累计求和，并加上base，形成最终的总和。

Array数组类型原子类

数组里的元素，都可以保证其原子性，一共分为三种：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，AtomicReferenceArray。

引用类型原子类

AtomicReference引用类型原子类，AtomicReference 可以让一个对象保证原子性。

原子更新器

使用原子更新器可以将已经声明的变量进行升级，使其具有原子性。

• AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整形的更新器；
• AtomicLongFieldUpdater：原子更新长整形的更新器；
• AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新引用的更新器。

Adder 加法器

Accumulator 积累器

AtomicInteger和synchronized

区别

1. 原理不同：synchronized利用的是monitor锁，原子类利用的是CAS操作保证线程安全；
2. 使用范围不同：原子类仅仅是一个对象，而synchronized可以修饰方法，也可以修饰代码块；
3. 粒度不同：原子类的粒度更小；
4. 性能：synchronized是悲观锁，原子类是乐观锁，悲观锁的开销是固定的，乐观锁的开销是逐步增长的。