一、原子整数

J.U.C 并发包提供了：

AtomicBoolean

AtomicInteger

AtomicLong

public class Test34 {public static void main(String[] args) {AtomicInteger i = new AtomicInteger(0);// 获取并自增（i = 0, 结果 i = 1, 返回 0），类似于 i++System.out.println(i.getAndIncrement());// 自增并获取（i = 1, 结果 i = 2, 返回 2），类似于 ++iSystem.out.println(i.incrementAndGet());// 自减并获取（i = 2, 结果 i = 1, 返回 1），类似于 --iSystem.out.println(i.decrementAndGet());// 获取并自减（i = 1, 结果 i = 0, 返回 1），类似于 i--System.out.println(i.getAndDecrement());// 获取并加值（i = 0, 结果 i = 5, 返回 0）System.out.println(i.getAndAdd(5));// 加值并获取（i = 5, 结果 i = 0, 返回 0）System.out.println(i.addAndGet(-5));// 获取并更新（i = 0, p 为 i 的当前值, 结果 i = -2, 返回 0）// 其中函数中的操作能保证原子，但函数需要无副作用System.out.println(i.getAndUpdate(p -> p - 2));// 更新并获取（i = -2, p 为 i 的当前值, 结果 i = 0, 返回 0）// 其中函数中的操作能保证原子，但函数需要无副作用System.out.println(i.updateAndGet(p -> p + 2));// 获取并计算（i = 0, p 为 i 的当前值, x 为参数1, 结果 i = 10, 返回 0）// 其中函数中的操作能保证原子，但函数需要无副作用// getAndUpdate 如果在 lambda 中引用了外部的局部变量，要保证该局部变量是 final 的// getAndAccumulate 可以通过 参数1 来引用外部的局部变量，但因为其不在 lambda 中因此不必是 finalSystem.out.println(i.getAndAccumulate(10, (p, x) -> p + x));// 计算并获取（i = 10, p 为 i 的当前值, x 为参数1, 结果 i = 0, 返回 0）// 其中函数中的操作能保证原子，但函数需要无副作用System.out.println(i.accumulateAndGet(-10, (p, x) -> p + x));}
}

二、原子引用

J.U.C 并发包提供了：

AtomicReference

AtomicMarkableReference

AtomicStampedReference

1. 安全实现-使用 CAS

@Slf4j(topic = "c.Test35")
public class Test35 {public static void main(String[] args) {DecimalAccount.demo(new DecimalAccountCas(new BigDecimal("10000")));}
}class DecimalAccountCas implements DecimalAccount {private AtomicReference balance;public DecimalAccountCas(BigDecimal balance) {
//        this.balance = balance;this.balance = new AtomicReference<>(balance);}@Overridepublic BigDecimal getBalance() {return balance.get();}@Overridepublic void withdraw(BigDecimal amount) {while(true) {BigDecimal prev = balance.get();BigDecimal next = prev.subtract(amount);if (balance.compareAndSet(prev, next)) {break;}}}
}interface DecimalAccount {// 获取余额BigDecimal getBalance();// 取款void withdraw(BigDecimal amount);/*** 方法内会启动 1000 个线程，每个线程做 -10 元 的操作* 如果初始余额为 10000 那么正确的结果应当是 0*/static void demo(DecimalAccount account) {List ts = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 1000; i++) {ts.add(new Thread(() -> {account.withdraw(BigDecimal.TEN);}));}ts.forEach(Thread::start);ts.forEach(t -> {try {t.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});System.out.println(account.getBalance());}
}

2. ABA 问题及解决

@Slf4j(topic = "c.Test36")
public class Test36 {static AtomicReference ref = new AtomicReference<>("A");public static void main(String[] args) throws InterruptedException {log.debug("main start...");// 获取值 A// 这个共享变量被其他线程修改过String prev = ref.get();other();sleep(5);// 尝试改为 Clog.debug("change A->C {}", ref.compareAndSet(prev, "C"));}private static void other() throws InterruptedException {new Thread(() -> {log.debug("change A->B", ref.compareAndSet(ref.get() ,"B"));}, "t1").start();sleep( 1);new Thread(() -> {log.debug("change B->A", ref.compareAndSet(ref.get() ,"A"));}, "t2").start();}
}

主线程仅能判断出共享变量的值与最初值 A 是否相同，不能感知到这种从 A 改为 B 又 改回 A 的情况，如果主线程希望： 只要有其它线程【动过了】共享变量，那么自己的 cas 就算失败，这时，仅比较值是不够的，需要再加一个版本号

3. AtomicStampedReference

@Slf4j(topic = "c.Test36")
public class Test36 {static AtomicStampedReference ref = new AtomicStampedReference<>("A", 0);public static void main(String[] args) throws InterruptedException {log.debug("main start...");// 获取值 AString prev = ref.getReference();// 获取版本号int stamp = ref.getStamp();log.debug("版本 {}", stamp);// 如果中间有其它线程干扰，发生了 ABA 现象other();sleep(1);// 尝试改为 Clog.debug("change A->C {}", ref.compareAndSet(prev, "C", stamp, stamp + 1));}private static void other() {new Thread(() -> {log.debug("change A->B {}", ref.compareAndSet(ref.getReference(), "B", ref.getStamp(), ref.getStamp() + 1));log.debug("更新版本为 {}", ref.getStamp());}, "t1").start();sleep(0.5);new Thread(() -> {log.debug("change B->A {}", ref.compareAndSet(ref.getReference(), "A", ref.getStamp(), ref.getStamp() + 1));log.debug("更新版本为 {}", ref.getStamp());}, "t2").start();}
}

4. AtomicMarkableReference

但是有时候，并不关心引用变量更改了几次，只是单纯的关心是否更改过，所以就有了 AtomicMarkableReference

@Slf4j(topic = "c.Test38")
public class Test38 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {GarbageBag bag = new GarbageBag("装满了垃圾");// 参数2 mark 可以看作一个标记，表示垃圾袋满了AtomicMarkableReference ref = new AtomicMarkableReference<>(bag, true);log.debug("start...");GarbageBag prev = ref.getReference();log.debug(prev.toString());new Thread(() -> {log.debug("start...");bag.setDesc("空垃圾袋");ref.compareAndSet(bag, bag, true, false);log.debug(bag.toString());},"保洁阿姨").start();sleep(1);log.debug("想换一只新垃圾袋？");boolean success = ref.compareAndSet(prev, new GarbageBag("空垃圾袋"), true, false);log.debug("换了么？" + success);log.debug(ref.getReference().toString());}
}class GarbageBag {String desc;public GarbageBag(String desc) {this.desc = desc;}public void setDesc(String desc) {this.desc = desc;}@Overridepublic String toString() {return super.toString() + " " + desc;}
}

三、原子数组

J.U.C 并发包提供了：

AtomicIntegerArray

AtomicLongArray

AtomicReferenceArray

public class Test39 {public static void main(String[] args) {demo(()->new int[10],(array)->array.length,(array, index) -> array[index]++,array-> System.out.println(Arrays.toString(array)));demo(()-> new AtomicIntegerArray(10),(array) -> array.length(),(array, index) -> array.getAndIncrement(index),array -> System.out.println(array));}/**参数1，提供数组、可以是线程不安全数组或线程安全数组参数2，获取数组长度的方法参数3，自增方法，回传 array, index参数4，打印数组的方法*/// supplier 提供者 无中生有  ()->结果// function 函数   一个参数一个结果   (参数)->结果  ,  BiFunction (参数1,参数2)->结果// consumer 消费者 一个参数没结果  (参数)->void,      BiConsumer (参数1,参数2)->private static  void demo(Supplier arraySupplier,Function lengthFun,BiConsumer putConsumer,Consumer printConsumer ) {List ts = new ArrayList<>();T array = arraySupplier.get();int length = lengthFun.apply(array);for (int i = 0; i < length; i++) {// 每个线程对数组作 10000 次操作ts.add(new Thread(() -> {for (int j = 0; j < 10000; j++) {putConsumer.accept(array, j%length);}}));}ts.forEach(t -> t.start()); // 启动所有线程ts.forEach(t -> {try {t.join();} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}});     // 等所有线程结束printConsumer.accept(array);}
}