原子性操作，即為最小的操作單元，比如i=1，就是一個(gè)原子性操作，這個(gè)過(guò)程只涉及一個(gè)賦值操作。多線(xiàn)程原子性操作依賴(lài)在J.U.C包下的atomic系列的類(lèi)。它主要包括四類(lèi)：基本類(lèi)型，數(shù)組類(lèi)型，屬性原子修改器類(lèi)型，引用類(lèi)型。

1.基本類(lèi)型的實(shí)現(xiàn)：

package concurrent;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class AtomicTest {

private static final AtomicInteger at=new AtomicInteger();

private static final ExecutorService es=Executors.newFixedThreadPool(20);

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

long start=System.currentTimeMillis();

for(int i=0;i<1000;i++)

{

Thread t1=new Thread() {

public void run()

{

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為："+at.incrementAndGet());

}

};

es.execute(t1);

}

try

{

Thread.sleep(5000);

}

catch(InterruptedException e)

{

e.printStackTrace();

}

System.out.println("計(jì)算過(guò)程的耗時(shí)為："+(System.currentTimeMillis()-start-5000));

System.out.println("累加1000次，得到結(jié)果"+at);

}

}

運(yùn)行結(jié)果如下：

pool-1-thread-13實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：984

pool-1-thread-8實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：983

pool-1-thread-14實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：982

pool-1-thread-20實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：981

pool-1-thread-10實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：980

pool-1-thread-12實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：979

pool-1-thread-3實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：978

pool-1-thread-7實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：977

pool-1-thread-4實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：976

pool-1-thread-18實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：1000

pool-1-thread-9實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：999

pool-1-thread-17實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：998

pool-1-thread-6實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：997

pool-1-thread-5實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：996

pool-1-thread-2實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：995

計(jì)算過(guò)程的耗時(shí)為：9

累加1000次，得到結(jié)果1000

由上面可知使用基本類(lèi)型的原子操作類(lèi)進(jìn)行數(shù)字的自增，不僅可以保證操作操作的原子性，而且相對(duì)來(lái)說(shuō)花費(fèi)的時(shí)間代價(jià)比使用synchronized加鎖的時(shí)間代價(jià)要小。

2.數(shù)組類(lèi)型

以下以AtomicIntegerArray為例通過(guò)對(duì)一個(gè)數(shù)組內(nèi)的每個(gè)元素進(jìn)行自增計(jì)算，從而來(lái)介紹數(shù)組類(lèi)型的原子類(lèi)的運(yùn)用。

package concurrent;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray;

public class AtomicTest {

private static final AtomicIntegerArray at=new AtomicIntegerArray(new int[5]);

private static final ExecutorService es=Executors.newFixedThreadPool(20);

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

long start=System.currentTimeMillis();

for(int i=0;i<1000;i++)

{

Thread t1=new Thread() {

public void run()

{

for(int i=0;i<5;i++)

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"實(shí)現(xiàn)了對(duì)第"+(i+1)+"個(gè)元素一次自增原子操作，結(jié)果為："+at.incrementAndGet(i));

}

};

es.execute(t1);

}

try

{

Thread.sleep(5000);

}

catch(InterruptedException e)

{

e.printStackTrace();

}

System.out.println("計(jì)算過(guò)程的耗時(shí)為："+(System.currentTimeMillis()-start-5000));

for(int i=0;i<5;i++)

System.out.println("第"+(i+1)+"個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果"+at.get(i));

}

}

運(yùn)行程序結(jié)果如下，其中運(yùn)算過(guò)程部分給出：

pool-1-thread-3實(shí)現(xiàn)了對(duì)第5個(gè)元素一次自增原子操作，結(jié)果為：980

pool-1-thread-20實(shí)現(xiàn)了對(duì)第1個(gè)元素一次自增原子操作，結(jié)果為：989

pool-1-thread-20實(shí)現(xiàn)了對(duì)第2個(gè)元素一次自增原子操作，結(jié)果為：1000

pool-1-thread-20實(shí)現(xiàn)了對(duì)第3個(gè)元素一次自增原子操作，結(jié)果為：1000

pool-1-thread-20實(shí)現(xiàn)了對(duì)第4個(gè)元素一次自增原子操作，結(jié)果為：1000

pool-1-thread-20實(shí)現(xiàn)了對(duì)第5個(gè)元素一次自增原子操作，結(jié)果為：1000

pool-1-thread-15實(shí)現(xiàn)了對(duì)第5個(gè)元素一次自增原子操作，結(jié)果為：998

計(jì)算過(guò)程的耗時(shí)為：9

第1個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果1000

第2個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果1000

第3個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果1000

第4個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果1000

第5個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果1000

從結(jié)果可以看出，數(shù)組類(lèi)型的原子類(lèi)的使用，可以保證每個(gè)元素的自增等操作都滿(mǎn)足原子性。

3.屬性原子修改器

以AtomicIntegerFieldUpdater類(lèi)為例，該類(lèi)有一個(gè)靜態(tài)方法newUpdater(Class tclass,String fieldName),則這個(gè)表示為tclass類(lèi)的fieldName屬性創(chuàng)建一個(gè)屬性原子修改器，如果需要修改該屬性，則只需要調(diào)用原子修改器的方法，比如addAndGet(tclass obj,int delta)：該方法表示將該修改器對(duì)應(yīng)的屬性增加delta。以下通過(guò)代碼來(lái)了解屬性原子修改器的作用。

package concurrent;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;

class Count{

public volatile int number;

}

public class AtomicTest {

private static final AtomicIntegerFieldUpdateraifu=AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(Count.class, "number");

private static final ExecutorService es=Executors.newFixedThreadPool(20);

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

final Count count=new Count();

long start=System.currentTimeMillis();

for(int i=0;i<1000;i++)

{

Thread t1=new Thread() {

public void run()

{

System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為："+aifu.addAndGet(count, 1));

}

};

es.execute(t1);

}

try

{

Thread.sleep(5000);

}

catch(InterruptedException e)

{

e.printStackTrace();

}

System.out.println("計(jì)算過(guò)程的耗時(shí)為："+(System.currentTimeMillis()-start-5000));

for(int i=0;i<5;i++)

System.out.println("第"+(i+1)+"個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果"+count.number);

}

}

運(yùn)行以上程序，得到如下結(jié)果：

pool-1-thread-17實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：993

pool-1-thread-5實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：992

pool-1-thread-19實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：991

pool-1-thread-3實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：990

pool-1-thread-15實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：989

pool-1-thread-20實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：988

pool-1-thread-18實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：987

pool-1-thread-6實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：986

pool-1-thread-7實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：985

pool-1-thread-9實(shí)現(xiàn)了一次自增原子操作，結(jié)果為：984

計(jì)算過(guò)程的耗時(shí)為：10

第1個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果1000

第2個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果1000

第3個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果1000

第4個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果1000

第5個(gè)元素累加1000次，得到結(jié)果1000

從上面結(jié)果可以看出，屬性原子修改器的使用也能達(dá)到原子性操作的目的。

4.引用類(lèi)型

以AtomicReference類(lèi)為例，通過(guò)AtomicReferencear=new AtomicReference<>();ar可以調(diào)用set()方法設(shè)置初始值，調(diào)用compareAndSet(expect，update):這個(gè)方法就是將存在ar中的值與expect值作比較，如果兩者相等，則更新該值為update;代碼如下：

package concurrent;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;

class Count{

public int count;

public Count(int count)

{

this.count=count;

}

public String toString()

{

return "這個(gè)對(duì)象的位置是："+count;

}

}

public class AtomicTest {

private static final AtomicReferencear=new AtomicReference();

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

Count count=new Count(1001);

long start=System.currentTimeMillis();

ar.set(count);

System.out.println("你好，"+ar.get());

Count count1=new Count(1002);

ar.compareAndSet(count, count1);//內(nèi)存值與count是一樣的，所以值更新為count1

System.out.println("我發(fā)生了改變："+ar.get());

Count count2=new Count(1003);

ar.compareAndSet(count, count2);//此時(shí)內(nèi)存智為count1，與count不一致，所以無(wú)法更新，因此內(nèi)存值依然為count1

System.out.println("我發(fā)生了改變："+ar.get());

}

}

運(yùn)行程序，結(jié)果如下：

你好，這個(gè)對(duì)象的位置是：1001

我發(fā)生了改變：這個(gè)對(duì)象的位置是：1002

我發(fā)生了改變：這個(gè)對(duì)象的位置是：1002

以上就是Java多線(xiàn)程原子性操作的實(shí)現(xiàn)，總而言之，就是依賴(lài)atomic系列類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；绢?lèi)型的類(lèi)主要包括AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean等;數(shù)組類(lèi)型主要包括AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray;屬性原子修改器類(lèi)型主要包括AtomicIntegerFieldUpdater、AtomicLongFieldUpdater、AtomicReferenceFieldUpdater ;引用類(lèi)型主要包括AtomicReference、AtomicStampedRerence、AtomicMarkableReference。對(duì)于這些類(lèi)的具體講解可以參照本站的Java多線(xiàn)程教程加以學(xué)習(xí)。