Java 并发中的原子类

1. 为什么需要原子类

多线程环境下，有个常见问题：

publicclassCounter{privateintcount=0;publicvoidincrement(){count++;}}

count++看似一行代码，实际分三步：

1. 读取 count 的值
2. 加 1
3. 写回 count

多线程下可能发生：

线程A：读取 count=0 线程B：读取 count=0 线程A：count=1，写回 线程B：count=1，写回 // 线程A的结果被覆盖了

最终 count=1，但实际应该等于 2。

2. 解决办法

synchronized 加锁

publicsynchronizedvoidincrement(){count++;}

缺点：性能差，每次只能一个线程进入。

原子类

privateAtomicIntegercount=newAtomicInteger(0);publicvoidincrement(){count.incrementAndGet();}

一行搞定，性能比 synchronized 高很多。

3. 常用原子类

AtomicInteger

AtomicIntegercount=newAtomicInteger(0);// 加1count.incrementAndGet();// ++icount.getAndIncrement();// i++// 减1count.decrementAndGet();// --icount.getAndDecrement();// i--// 加任意值count.addAndGet(5);// 获取值intvalue=count.get();// 设置值count.set(100);// CAS 操作count.compareAndSet(100,200);// 如果当前值是100，则设置为200

AtomicLong

和 AtomicInteger 用法一样，只是类型不同：

AtomicLongcount=newAtomicLong(0);count.incrementAndGet();

AtomicBoolean

AtomicBooleanflag=newAtomicBoolean(false);// 设为 trueflag.set(true);// CAS 操作flag.compareAndSet(false,true);

AtomicReference

用来原子更新对象：

AtomicReference<User>userRef=newAtomicReference<>();Useruser1=newUser("张三",20);Useruser2=newUser("李四",25);userRef.set(user1);userRef.compareAndSet(user1,user2);// 如果当前是 user1，则改为 user2

4. 数组原子类

// 数组中某个元素原子操作AtomicIntegerArrayarr=newAtomicIntegerArray(newint[]{1,2,3});arr.getAndAdd(0,10);// 第一个元素加10intvalue=arr.get(0);// 获取第一个元素

5. 累加器

jdk8 新增的，比 AtomicInteger 性能更高，专门用于累加场景：

LongAddercount=newLongAdder();count.add(1);count.increment();longvalue=count.sum();

内部原理是把一个值拆成多个 Cell，减少竞争。适合高并发场景下的累加。

// AtomicInteger vs LongAdder// 低并发：两者差不多// 高并发：LongAdder 性能更好

6. 实战示例

计数器

publicclassPageViewCounter{privateAtomicIntegercount=newAtomicInteger(0);publicvoidaddView(){count.incrementAndGet();}publicintgetViews(){returncount.get();}}

防止重复提交

publicclassSubmitService{privateAtomicBooleansubmitting=newAtomicBoolean(false);publicvoidsubmit(){// 如果已经在提交中，直接返回if(!submitting.compareAndSet(false,true)){return;}try{// 业务逻辑doSubmit();}finally{submitting.set(false);}}}

配置更新

publicclassConfigHolder{privateAtomicReference<Config>configRef=newAtomicReference<>();publicvoidupdateConfig(ConfignewConfig){configRef.updateAndGet(old->newConfig);}publicConfiggetConfig(){returnconfigRef.get();}}

7. 总结

什么时候用：

• 需要保证多线程安全地修改一个值时
• 简单计数、状态标记等场景
• 比 synchronized 性能更好