原子操作和多線程

Question

最近我正在閱讀一個教程，因為我發現了一個聲明說...

“Java語言規范保證了讀取或寫入的變量是一個原子操作（除非該變量的類型的long或double ）類型的操作變量long或double只有原子的，如果他們與申報volatile關鍵字。”

AtomicInteger或AtomicLong提供getAndDecrement() ， getAndIncrement()和getAndSet()等原子方法。

我對上述陳述感到困惑。你能否澄清何時使用 AtomicInteger或AtomicLong類。

Answer 1

做a = 28 （帶有a int ）是一個原子操作。 但是，執行a++不是原子操作，因為它需要讀取a的值，增量和寫入結果。 因此，如果您使用a++來實現線程安全計數器，您可以讓兩個線程同時讀取該值（例如26），然后同時增加它並同時寫入它，結果導致27，而不是28。

AtomicInteger通過提供與您列出的原子操作類似的原子操作來解決此問題。 在我的示例中，您將使用incrementAndGet() ，這將保證結束值為28而不是27。

Answer 2

原子意味着操作完成，沒有任何可能發生的事情。 例如。 AtomicInteger上的getAndDecrement（）保證變量同時返回和遞減。

如果它不是原子操作，則可能存在值遞減（例如從3到2），然后由另一個線程修改（例如，將其從2更改為5），然后返回為5。

Answer 3

如果需要讀取變量並根據讀取值寫入結果，則需要AtomicInteger 。 例如， i++讀取i （例如3 ）並寫入i+1 （例如4 ）。 一個線程可以同時中斷，和其他三個線程遞增i了。 現在我們回來了， i實際上有值6但我們的線程仍然根據它事先讀取的內容寫入4 。

AtomicInteger.getAndIncrement確保您不會被中斷 ，因此總是正確遞增。 此外，結果總是刷新到內存中 ，而非易失性i可能不會刷新到內存中。 在這種情況下，其他線程甚至可能看不到更改。

Answer 4

我認為這意味着長讀和雙讀操作是原子的，寫操作是原子的。 但讀取+寫入不是原子的。

volatile long num;
num = num+1

以上不是線程安全的。 讀寫是兩個獨立的操作。 每個都保證是原子的，但整個表達不是。

要使其線程安全，您需要使用AtomicLong並使用getAndIncrement函數。

Answer 5

您可以根據要處理的數字范圍的上限/下限使用int或long。 請不要將長原子的非原子行為與AtomicLong混合。 無論你上面寫的是什么都是正確的，但你可能會混合這兩個概念。 在您進行“比較和設置”操作的情況下，AtomicXXX更有用。 例如，即使在多線程環境中代碼在原子上被修改/讀取也是不正確的：

int i =10
..
..
..
if(i == 10) i++;

在多線程環境中，兩個線程可以原子方式訪問此代碼並更新i的值並使其處於一致狀態。 因此，處理這種情況通常會保護代碼“if（i == 10）i ++;” 與同步塊。 但是，AtomicInteger類提供了實現此類功能的API，而不使用速度較慢的同步塊。 AtmoicLong API的情況也是如此

Answer 6

變異變量時需要操作的原子性。 做int a = 10; 是一個原子操作，但它不會給你提供問題。 提供操作的問題通常是變異的，如a++或a = a + 2; 等等。

Java規范保證“讀取”和“寫入”是原子操作而不是它們的組合。 因此，根據規范，“讀取，添加1然后將結果寫回”的操作不是原子操作。 這些操作稱為復合操作，它們通常需要在我們的代碼中使用它們的上下文。

原子類型有助於解決此問題。 在原子類型上使用incrementAndget（）使得'讀取，添加1然后將結果寫回並讀取新結果'在上下文中的單個原子操作到線程安全性。

希望這可以幫助。 順便說一句，你應該閱讀這篇關於並發和線程基礎知識的文章（ http://walivi.wordpress.com/2013/08/24/concurrency-in-java-a-beginners-introduction/ ）。 它很好地解釋了這些東西。