Java Atomic类有哪些常见用法

Java中的Atomic类位于java.util.concurrent.atomic包中，它们提供了一系列原子操作的方法，用于在多线程环境下进行无锁的线程安全操作。这些类主要利用了底层的CAS（Compare-And-Swap）操作来实现原子性。以下是一些常见的Atomic类及其用法：

1. AtomicInteger：用于原子操作的整数。

   • getAndIncrement()：原子地将当前值加1并返回旧值。
   • getAndDecrement()：原子地将当前值减1并返回旧值。
   • compareAndSet(int expect, int update)：如果当前值等于预期值，则以原子方式将当前值设置为更新值。

2. AtomicLong：用于原子操作的长整数。

   • 与AtomicInteger类似，但是操作的是长整型数据。

3. AtomicBoolean：用于原子操作的布尔值。

   • compareAndSet(boolean expect, boolean update)：如果当前值等于预期值，则以原子方式将当前值设置为更新值。

4. **AtomicReference`：用于原子操作的引用类型。

   • compareAndSet(V expect, V update)：如果当前引用等于预期引用，则以原子方式将当前引用设置为更新引用。
   • getAndSet(V newValue)：原子地设置新值并返回旧值。

5. AtomicIntegerArray：用于原子操作的整数数组。

   • 提供了对数组元素的原子操作方法，如getAndIncrement(int i)和compareAndSet(int i, int expect, int update)。

6. AtomicLongArray：用于原子操作的长整数数组。

   • 类似于AtomicIntegerArray，但是操作的是长整型数组。

7. AtomicReferenceArray：用于原子操作的引用类型数组。

   • 提供了对数组元素的原子操作方法，类似于AtomicReference。

8. AtomicIntegerFieldUpdater：用于原子更新volatile int字段的更新器。

   • 通过反射机制实现对特定类中的volatile int字段的原子操作。

9. AtomicLongFieldUpdater：用于原子更新volatile long字段的更新器。

   • 类似于AtomicIntegerFieldUpdater，但是操作的是volatile long字段。

10. AtomicReferenceFieldUpdater<T,V>：用于原子更新volatile V字段的更新器。

    • 类似于AtomicReference，但是是通过反射机制实现对特定类中的volatile V字段的原子操作。

这些Atomic类的常见用法包括：

• 实现无锁的线程安全计数器。
• 在多线程环境下安全地更新对象的状态。
• 实现高效的并发算法，如无锁队列。
• 作为其他并发工具类（如LongAdder、DoubleAdder等）的基础组件。

使用Atomic类时，需要注意以下几点：

• compareAndSet方法可能会失败，即使当前值与预期值相等，也可能因为其他线程的干扰而失败。因此，通常需要在一个循环中不断尝试，直到成功为止。
• 虽然Atomic类提供了原子操作，但它们并不保证操作的原子性顺序。如果需要保证特定的操作顺序，可能需要使用其他同步机制，如synchronized关键字或Lock接口。
• 在高并发场景下，频繁的CAS操作可能会导致CPU资源的浪费，因为它可能会失败多次。在这种情况下，可以考虑使用其他并发控制策略，如分段锁或读写锁。