实战Java高并发程序设计 4数组也能无锁：AtomicIntegerArray

Posted 2020-06-08

  除了提供基本数据类型外，JDK还为我们准备了数组等复合结构。当前可用的原子数组有：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray和AtomicReferenceArray，分别表示整数数组、long型数组和普通的对象数组。

   这里以AtomicIntegerArray为例，展示原子数组的使用方式。

AtomicIntegerArray本质上是对int[]类型的封装。使用Unsafe类通过CAS的方式控制int[]在多线程下的安全性。它提供了以下几个核心API：  
//获得数组第i个下标的元素  
public final int get(int i)  
//获得数组的长度  
public final int length()  
//将数组第i个下标设置为newValue，并返回旧的值  
public final int getAndSet(int i, int newValue)  
//进行CAS操作，如果第i个下标的元素等于expect，则设置为update，设置成功返回true  
public final boolean compareAndSet(int i, int expect, intupdate)  
//将第i个下标的元素加1  
public final int getAndIncrement(int i)  
//将第i个下标的元素减1  
public final int getAndDecrement(int i)  
//将第i个下标的元素增加delta（delta可以是负数）  
public final int getAndAdd(int i, int delta)  

 

 下面给出一个简单的示例，展示AtomicIntegerArray使用：

01 public class AtomicIntegerArrayDemo {  
02    staticAtomicIntegerArray arr = new AtomicIntegerArray(10);  
03     public staticclass AddThread implements Runnable{  
04         publicvoid run(){  
05            for(intk=0;k<10000;k++)  
06                 arr.getAndIncrement(k%arr.length());  
07         }  
08     }  
09    public staticvoid main(String[] args) throws InterruptedException {  
10         Thread[]ts=new Thread[10];  
11         for(intk=0;k<10;k++){  
12            ts[k]=new Thread(new AddThread());  
13         }  
14         for(intk=0;k<10;k++){ts[k].start();}  
15         for(intk=0;k<10;k++){ts[k].join();}  
16         System.out.println(arr);  
17    }  
18 }  

 

上述代码第2行，申明了一个内含10个元素的数组。第3行定义的线程对数组内10个元素进行累加操作，每个元素各加1000次。第11行，开启10个这样的线程。因此，可以预测，如果线程安全，数组内10个元素的值必然都是10000。反之，如果线程不安全，则部分或者全部数值会小于10000。

程序的输出结果如下：

1. [10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000,10000, 10000]  

这说明AtomicIntegerArray确实合理地保证了数组的线程安全性。

  

 

 

摘自：实战Java高并发程序设计