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2023年12月25日发(作者：mooc慕课登录)
AtomicInteger原理
1. 什么是AtomicInteger
AtomicInteger是Java中的一个原子类，它提供了一种线程安全的方式来进行整数的原子操作。它可以保证多个线程在同一时间对一个整数进行原子性的读取和修改，避免了线程安全问题。
2. AtomicInteger的特点
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原子性：AtomicInteger的操作是原子性的，即操作不会被其他线程中断。
可见性：AtomicInteger保证了变量的可见性，即一个线程对变量的修改对其他线程是可见的。
有序性：AtomicInteger保证了操作的有序性，即对变量的操作按照一定的顺序执行。
3. AtomicInteger的内部实现
AtomicInteger的内部实现主要依赖于CAS（Compare And Swap）操作，CAS是一种乐观锁机制，它通过比较内存中的值和期望值来确定是否进行修改。
3.1 CAS操作
CAS操作包含三个参数：内存地址、期望值和新值。它的执行过程如下：
1. 首先，CAS会将内存地址中的值与期望值进行比较。
2. 如果相等，说明内存中的值没有被其他线程修改，CAS会将新值写入内存地址，完成操作。
3. 如果不相等，说明内存中的值已经被其他线程修改，CAS操作失败，需要重新尝试。
3.2 AtomicInteger的实现原理
AtomicInteger内部使用了volatile修饰的int类型变量value来保存整数的值。在进行原子操作时，AtomicInteger会通过CAS操作来修改value的值。
具体实现如下：
public class AtomicInteger {
private volatile int value;
public final int get() {
return value;
}
public final void set(int newValue) {
value = newValue;
}
public final int getAndSet(int newValue) {
while (true) {
int current = get();
if (compareAndSet(current, newValue)) {
return current;
}
}
}
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return eAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
}
上述代码中，get()方法用于获取当前的值，set()方法用于设置新的值。getAndSet()方法先获取当前的值，然后通过compareAndSet()方法进行CAS操作，如果操作成功，返回旧值。
4. AtomicInteger的应用场景
AtomicInteger在多线程编程中广泛应用，特别适用于以下场景：
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统计：多个线程对同一个计数器进行累加操作，保证计数的准确性。
控制并发：多个线程对同一个资源进行访问，使用AtomicInteger可以避免竞争条件。
计算：多个线程对同一个变量进行加减乘除等运算，保证运算结果的正确性。
5. AtomicInteger的优缺点
5.1 优点
• 线程安全：AtomicInteger通过CAS操作保证了线程安全，避免了竞争条件。
• 高效性能：AtomicInteger的操作是原子性的，比使用锁的方式性能更高。
5.2 缺点
• 仅适用于整数：AtomicInteger只能用于整数的原子操作，对于其他类型的数据需要使用其他原子类。
• 无法解决复合操作：AtomicInteger只能保证单个操作的原子性，无法解决多个操作组合的原子性。
6. 小结
AtomicInteger是Java中的一个原子类，提供了一种线程安全的方式来进行整数的原子操作。它的内部实现依赖于CAS操作，通过比较内存中的值和期望值来确定是否进行修改。AtomicInteger在多线程编程中具有重要的应用场景，可以保证线程安全和高效性能。然而，它仅适用于整数的原子操作，无法解决复合操作的原子性。
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