什么是原子操作？在 Java Concurrency API 中有哪些原子类(atomic classes)？

王昭君 2022-10-25 14:04

原子操作（atomic operation）意为”不可被中断的一个或一系列操

作” 。处理器使用基于对缓存加锁或总线加锁的方式来实现多处理器之间的

原子操作。在 Java 中可以通过锁和循环 CAS 的方式来实现原子操

作。 CAS 操作——Compare & Set，或是 Compare & Swap，现在

几乎所有的 CPU 指令都支持 CAS 的原子操作。

原子操作是指一个不受其他操作影响的操作任务单元。原子操作是在

多线程环境下避免数据不一致必须的手段。

int++并不是一个原子操作，所以当一个线程读取它的值并加 1 时，

另外一个线程有可能会读到之前的值，这就会引发错误。

为了解决这个问题，必须保证增加操作是原子的，在 JDK1.5 之前我

们可以使用同步技术来做到这一点。到 JDK1.5，

java.util.concurrent.atomic 包提供了 int 和 long 类型的原子包装

类，它们可以自动的保证对于他们的操作是原子的并且不需要使用同

步。

java.util.concurrent 这个包里面提供了一组原子类。其基本的特性就

是在多线程环境下，当有多个线程同时执行这些类的实例包含的方法

时，具有排他性，即当某个线程进入方法，执行其中的指令时，不会

被其他线程打断，而别的线程就像自旋锁一样，一直等到该方法执行

完成，才由 JVM 从等待队列中选择另一个线程进入，这只是一种逻

辑上的理解。原子类：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，

AtomicReference

原子数组：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，

AtomicReferenceArray

原子属性更新器：AtomicLongFieldUpdater，

AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater

解决 ABA 问题的原子类：AtomicMarkableReference（通过引入一

个 boolean 来反映中间有没有变过），AtomicStampedReference

（通过引入一个 int 来累加来反映中间有没有变过）

什么是原子操作？在 Java Concurrency API 中有哪些原子 类(atomic classes)？