atomic是什么意思(java線程中Atomic的含義是什么)

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,供軟件來實現原子方法(某個線程進入該方法后,就不會被中斷,直到其執行完成)

在x86 平臺上,CPU提供了在指令執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",經過匯編以后的機器代碼就使CPU在執行這條指令的時候把#HLOCK pin的電位拉低,持續到這條指令結束時放開,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存了,保證了這條指令在多處理器環境中的原子性

JDk中的java.util.concurrent.atomic

基本的特性就是在多線程環境下,當有多個線程同時執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指令來實現的,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

• 使得讓對單一數據的操作,實現了原子化

• 使用Atomic類構建復雜的,無需阻塞的代碼

  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,長整數,對象四種數據。

• 構造函數(兩個構造函數)

• 默認的構造函數:初始化的數據分別是false,0,0,null

• 帶參構造函數:參數為初始化的數據

• set( )和get( )方法:可以原子地設定和獲取atomic的數據。類似于volatile,保證數據會在主存中設置或讀取

• getAndSet( )方法

• 原子的將變量設定為新數據,同時返回先前的舊數據

• 其本質是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,一個是期望數據(expected),一個是新數據(new);如果atomic里面的數據和期望數據一致,則將新數據設定給atomic的數據,返回true,表明成功;否則就不設定,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:寫回內存)

• 代碼示例

• importjava.util.concurrent.ExecutorService;importjava.util.concurrent.Executors;importjava.util.concurrent.TimeUnit;importjava.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{Testtest=newTest();test.testAtomicBoolean();}privateAtomicBooleanwakeupPending=newAtomicBoolean(false);privateAtomicBooleaninitialized=newAtomicBoolean(false);publicvoidtestAtomicBoolean()throwsInterruptedException{//實現只有一個線程在運行ExecutorServiceservice=Executors.newCachedThreadPool();service.execute(newWorker("aa"));service.execute(newWorker("bb"));service.execute(newWorker("cc"));TimeUnit.SECONDS.sleep(2);}privateclassWorkerimplementsRunnable{privateStringname;publicWorker(Stringname){this.name=name;init();}publicvoidinit(){if(initialized.compareAndSet(false,true)){System.out.println("實現只初始化一次的功能");}}publicvoidrun(){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(InterruptedExceptione){e.printStackTrace();}wakeupPending.set(false);}else{//System.out.println(name+"giveup");}}}}}

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