【實(shí)戰(zhàn)Java高并發(fā)程序設(shè)計(jì) 4】數(shù)組也能無(wú)鎖AtomicIntegerArray

zlyBear 發(fā)布于2019-08-14 15:17 / 812人閱讀

摘要：當(dāng)前可用的原子數(shù)組有和，分別表示整數(shù)數(shù)組型數(shù)組和普通的對(duì)象數(shù)組。摘自實(shí)戰(zhàn)高并發(fā)程序設(shè)計(jì)一書(shū)實(shí)戰(zhàn)高并發(fā)程序設(shè)計(jì)中的指針類(lèi)實(shí)戰(zhàn)高并發(fā)程序設(shè)計(jì)無(wú)鎖的對(duì)象引用實(shí)戰(zhàn)高并發(fā)程序設(shè)計(jì)帶有時(shí)間戳的對(duì)象引用

除了提供基本數(shù)據(jù)類(lèi)型外，JDK還為我們準(zhǔn)備了數(shù)組等復(fù)合結(jié)構(gòu)。當(dāng)前可用的原子數(shù)組有：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray和AtomicReferenceArray，分別表示整數(shù)數(shù)組、long型數(shù)組和普通的對(duì)象數(shù)組。

這里以AtomicIntegerArray為例，展示原子數(shù)組的使用方式。
AtomicIntegerArray本質(zhì)上是對(duì)int[]類(lèi)型的封裝。使用Unsafe類(lèi)通過(guò)CAS的方式控制int[]在多線(xiàn)程下的安全性。它提供了以下幾個(gè)核心API：

//獲得數(shù)組第i個(gè)下標(biāo)的元素
public final int get(int i)
//獲得數(shù)組的長(zhǎng)度
public final int length()
//將數(shù)組第i個(gè)下標(biāo)設(shè)置為newValue，并返回舊的值
public final int getAndSet(int i, int newValue)
//進(jìn)行CAS操作，如果第i個(gè)下標(biāo)的元素等于expect，則設(shè)置為update，設(shè)置成功返回true
public final boolean compareAndSet(int i, int expect, int update)
//將第i個(gè)下標(biāo)的元素加1
public final int getAndIncrement(int i)
//將第i個(gè)下標(biāo)的元素減1
public final int getAndDecrement(int i)
//將第i個(gè)下標(biāo)的元素增加delta（delta可以是負(fù)數(shù)）
public final int getAndAdd(int i, int delta)

下面給出一個(gè)簡(jiǎn)單的示例，展示AtomicIntegerArray使用：

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

上述代碼第2行，申明了一個(gè)內(nèi)含10個(gè)元素的數(shù)組。第3行定義的線(xiàn)程對(duì)數(shù)組內(nèi)10個(gè)元素進(jìn)行累加操作，每個(gè)元素各加1000次。第11行，開(kāi)啟10個(gè)這樣的線(xiàn)程。因此，可以預(yù)測(cè)，如果線(xiàn)程安全，數(shù)組內(nèi)10個(gè)元素的值必然都是10000。反之，如果線(xiàn)程不安全，則部分或者全部數(shù)值會(huì)小于10000。
程序的輸出結(jié)果如下：

[10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000]

這說(shuō)明AtomicIntegerArray確實(shí)合理地保證了數(shù)組的線(xiàn)程安全性。

摘自《實(shí)戰(zhàn)Java高并發(fā)程序設(shè)計(jì)》一書(shū)

【實(shí)戰(zhàn)Java高并發(fā)程序設(shè)計(jì)1】Java中的指針：Unsafe類(lèi)
【實(shí)戰(zhàn)Java高并發(fā)程序設(shè)計(jì)2】無(wú)鎖的對(duì)象引用：AtomicReference
【實(shí)戰(zhàn)Java高并發(fā)程序設(shè)計(jì) 3】帶有時(shí)間戳的對(duì)象引用：AtomicStampedReference