多线程系列二：原子操作
什么是原子操作
不可被中断的一个或者一系列操作
count++并不是一个原子操作，存在从内存读count，然后把count+1，再把加1后的值刷回内存三个操作步骤
实现原子操作的方式
Java可以通过锁和循环CAS的方式实现原子操作
循环CAS：在一个（死）循环【for(;;)】里不断进行CAS操作，直到成功为止（自旋操作即死循环）。
CAS（ Compare And Swap ） 为什么要有CAS？
Compare And Swap就是比较并且交换的一个原子操作，由Cpu在指令级别上进行保证。
为什么要有CAS：因为通过锁实现原子操作时，其他线程必须等待已经获得锁的线程运行完以后才能获得资源，这样就会占用系统的大量资源
CAS包含哪些参数？
CAS包含三个参数：
1、变量所在内存地址V；
2、变量当前的值A；
3、我们将要修改的值B。
如果说V上的变量的值是A的话，就用B重新赋值，如果不是A，那就什么事也不做。
CAS实现原子操作的三大问题
1、 ABA问题：其他的线程把值改成了C，很快改成了A，此时当前线程去修改值时就会认为A的值没有改变而继续修改成B，这样会有问题。
解决ABA问题：引入版本号：1A-》2C-》3A,每次修改都加个版本号 发现版本号变了 说明值被改了就继续CAS操作
2、 循环时间很长的话，cpu的负荷比较大
3、 对一个变量进行操作可以，同时操作多个共享变量有点麻烦，
解决方法：java提供了一个类AtomicReference来把几个变量写到类里面作为成员变量进行操作
CAS线程安全（面试点）
通过硬件层面的阻塞实现原子操作的安全
拿AtomicInteger的CAS来举例，调用的是C的底层方法，所以是通过硬件层面的阻塞实现原子操作的安全
原子更新基本类型类
AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference。
AtomicInteger的常用方法如下
·int addAndGet（int delta）： 进行添加操作以后获取加操作之后的值
·boolean compareAndSet（int expect，int update）： 比较并且切换如果当前值是expect就修改为update
·int getAndIncrement()： 原子递增，但是返回的是自增以前的值
incrementAndGet：原子递增，但是返回的是自增以后的值
·int getAndSet（int newValue）： 获取修改前的值并设置新值
package com.lgs.atomicint; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; // 原子更新基本类型类 public class AtomicIntTest { static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(1); public static void main(String[] args) { System.out.println("获取当前值：" + ai.get()); System.out.println("先获取当前值再进行加1操作：" + ai.getAndIncrement()); System.out.println("先进行加一操作再获取加1后的值：" + ai.incrementAndGet()); System.out.println("获取当前值：" + ai.get()); System.out.println("先获取当前值再进行设置操作：" + ai.getAndSet(8)); System.out.println("获取当前值：" + ai.get()); } }
输出：
获取当前值：1
先获取当前值再进行加1操作：1
先进行加一操作再获取加1后的值：3
获取当前值：3
先获取当前值再进行设置操作：3
获取当前值：8
原子更新数组类
AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，AtomicReferenceArray
AtomicIntegerArray类主要是提供原子的方式更新数组里的整型，
其常用方法如下。
·int addAndGet（int i，int delta）：
·boolean compareAndSet（int i，int expect，int update）：
数组通过构造方法传入，类会将数组复制一份，原数组不会发生变化。
package com.lgs.atomicarray; import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray; // 原子更新数组类 // 数组通过构造方法传入，类会将数组复制一份，原数组不会发生变化。 public class AtomicArray { // 初始化一个数组 static int[] array = new int[] {1,2}; // 把初始化的数组传入原子整型数组里面 static AtomicIntegerArray aia = new AtomicIntegerArray(array); public static void main(String[] args) { System.out.println("获取数组里第一个值并设置为3：" + aia.getAndSet(0, 3)); System.out.println("获取数组里第一个值：" + aia.get(0)); // 数组通过构造方法传入，类会将数组复制一份，原数组不会发生变化。 System.out.println("获取原始数组里第一个值：" + array[0]); } }
输出：
获取数组里第一个值并设置为3：1
获取数组里第一个值：3
获取原始数组里第一个值：1
原子更新引用类型提供的类。
·AtomicReference： 可以解决更新多个变量的问题
·AtomicStampedReference：解决ABA问题 使用数字作为版本 关心得是有几个人改过
·AtomicMarkableReference：解决ABA问题 使用Boolean作为版本，关心的是有没有修改过
package com.lgs.atomiref; import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference; // 原子更新引用类型提供的类 public class AtomicRef { // 定义一个原子更新引用类型User static AtomicReference<User> userRef = new AtomicReference<>(); public static void main(String[] args) { User user = new User("lgs", 18); userRef.set(user); System.out.println("更新前的名字：" + userRef.get().getName()); System.out.println("更新前的年龄：" + userRef.get().getOld()); User updateUser = new User("ll", 19); // 比较并且切换, 如果当前值是user就更新为updateUser userRef.compareAndSet(user, updateUser); System.out.println("更新后的名字：" + userRef.get().getName()); System.out.println("更新后的年龄：" + userRef.get().getOld()); } // 先定义一个类型 static class User{ // 姓名 private String name; // 年龄 private int old; public User(String name, int old) { this.name = name; this.old = old; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getOld() { return old; } public void setOld(int old) { this.old = old; } } }
输出：
更新前的名字：lgs 更新前的年龄：18 更新后的名字：ll 更新后的年龄：19
原子更新字段类
Atomic包提供了以下3个类进行原子字段更新。
·AtomicReferenceFieldUpdater：
·AtomicIntegerFieldUpdater：
·AtomicLongFieldUpdater：
违反了面向对象的原则，一般不使用
getAndAdd(i, delta)
