盘点Java中基于CAS实现的原子类（上）

　　前言

　　JDK中提供了一系列的基于CAS实现的原子类，CAS 的全称是Compare-And-Swap?，底层是lock cmpxchg指令，可以在单核和多核 CPU 下都能够保证比较交换的原子性。所以说，这些原子类都是线程安全的，而且是无锁并发，线程不会频繁上下文切换，所以在某些场景下性能是优于加锁。

　　本文就盘点一下JDK中的原子类，方便我们后续拿来使用。

　　基础原子类

　　·AtomicInteger：Integer整数类型的原子操作类

　　· AtomicBooln：Boolean类型的原子操作类

　　· AtomicLong：Long类型的原子操作类

　　这边以AtomicInteger讲解下它的API和用法。

　　构造方法：

　　· public AtomicInteger()?：初始化一个默认值为 0 的原子型 Integer

　　· public AtomicInteger(int initialValue)?：初始化一个指定值的原子型 Integer

　　常用API：

　　· public final int get(): 获取 AtomicInteger 的值

　　· public final int getAndIncrement(): 以原子方式将当前值加 1，返回的是自增前的值

　　· public final int incrementAndGet()：以原子方式将当前值加 1，返回的是自增后的值

　　· public final int getAndSet(int value)：以原子方式设置为 newValue 的值，返回旧值

　　· public final int addAndGet(int data)：以原子方式将输入的数值与实例中的值相加并返回

　　使用：

　　结果1000，大致说明并发情况下保证了线程安全。

　　原理分析：

　　整体实现思路： 自旋（循环） + CAS算法

　　· 当旧的预期值 A == 内存值 V 此时可以修改，将 V 改为 B

　　· 当旧的预期值 A != 内存值 V 此时不能修改，并重新获取现在的最新值，重新获取的动作就是自旋

　　valueOffset：偏移量表示该变量值相对于当前对象地址的偏移，Unsafe 就是根据内存偏移地址获取数据

　　从主内存中拷贝到工作内存中的值（每次都要从主内存拿到最新的值到本地内存），然后执行compareAndSwapInt()再和主内存的值进行比较，假设方法返回 false，那么就一直执行 while 方法，直到期望的值和真实值一样，修改数据。

　　原子类AtomicInteger的value?属性是volatile类型，保证了多线程之间的内存可见性，避免线程从工作缓存中获取失效的变量。

　　原子引用主要是对对象的原子操作，原子引用类分为AtomicReference、AtomicStampedReference、AtomicMarkableReference。它们之间有什么区别呢？

　　AtomicReference类

　　普通的原子类对象

　　调用compareAndSet()方法进行比较替换对象

　　ABA问题

　　但是如果使用AtomicReference类，会有一个ABA问题。什么意思呢？就是一个线程将共享变量从A改成B, 后面又改回A, 这是，另外一个线程就无法感知这个变化过程，就傻傻的比较，就以为没有变化，还是一开始的A，就替换了。 实际的确存在这样只要共享变量发生过变化，就要CAS失败，有什么办法呢？

　　AtomicStampedReference类

　　带版本号的原子类对象

　　虽然对象的值变回了A，但是由于版本变了，所以主线程CAS失败

　　AtomicMarkableReference 类

　　其实有时候并不关心共享变量修改了几次，而是只要标记下是否发生过更改，是否加个标记即可，所以就有了AtomicMarkableReference类。

　　通过调用isMarked()方法查看是否发生变化。