【Java 并发】【八】【Atomic】【一】JUC下的Atomic原子类体系概览

1  前言

这节我们就开始看看Atomic原子类系列，JUC包下提供的原子类底层的实现原理基本都是差不多的，都是基于volatile和CAS操作来保证线程安全的，我们后续会着重分析几个类。

2  概览

我们看下JUC下边都有哪些原子类：

看上面的图形，我们使用红色圈中的那些，就是我们要着重讨论的，一共分为一下几个类别：

（1）AtomicInteger、AtomicLong整型的原子类

如果我们在程序中使用了基本的Integer、Long等类型，进行基本的数学加减运算、赋值操作等。但是如果是在多线程环境下多个线程同时操作同一个Integer、Long变量，可能导致线程安全的问题。

要规避线程安全的问题，你可能需要用到锁，比如常用的synchronized、ReentrantLock锁等，让同一时间只有一个线程操作变量；但是锁是一个比较重的操作，可能导致线程获取不到锁而陷入沉睡，这样就会导致并发的性能降低。

然而如果你需要很高的并发性能，不想用锁，但需要是线程安全的；在这种情况下JUC就为我们提供了线程安全的原子类AtomicInteger、AtomicLong等，在多线程环境下进行加减运算、赋值操作等都是线程安全的。

AtomicInteger、AtomicLong使用非常广泛，比如你的系统里面可能用到一些统计、计数场景，比如每秒访问的流量、注册中心每秒接收到注册的次数、心跳的次数、可以使用这两个原子类。

在一些开源的分布式系统、中间件系统里面，大量的metric指标统计的功能都是基于AtomicInteger、AtomicLong这两个原子类去实现的，非常重要。

（2）AtomicBoolean 布尔类型的原子类

在多线程环境下我们使用基本的boolean、Boolean类型的布尔变量是非线程安全的，JUC提供类线程安全的布尔类型原子类AtomicBoolean。

AtmoicBoolean 通常使用的场景是一些状态标识，比如初始化标识、系统关闭标识、逻辑状态判断标识、状态开关等等。

此外AtomicBoolean 还经常使用做非常轻量级的锁，比如阿里开源的分布式消息中间件RocketMQ就使用了AtomicBoolean封装了一个自旋锁，具有非常高的并发性能。（CAS将AtomicBoolean设置成true表示获取到了锁，释放锁的时候CAS操作将AtomicBoolean设置为false）

（3）AtomicReference、AtomicStampReference可以封装对象的原子类

上面的提供的AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean等都是基本类型对应的原子类；但是如果你共享的是一个对象呢？多个线程同时修改一个对象呢？

在不使用锁的场景下可以将对象使用AtomicReference进行包装，然后CAS的去修改对象，也可以达到线程安全的效果。

AtomicStampReference 则是AtomicReference的升级版本，提供版本号机制，解决CAS中经典的ABA问题

（4）LongAdder原子类

是AtomicLong原子类的一个升级版本，在并发竞争非常激烈的时候可能会导致大量的线程CAS失败而不断自旋。

LongAdder采用分段锁的思想，在并发竞争非常激烈的时候使得不同的线程去竞争不同的锁；这样就可以减少对同一个锁的竞争，优化了并发的性能。

3  小结

这节我们大概看下原子类有哪些，以及我们接下来主要研究的几个，有理解不对的地方欢迎指正哈。