Atomic原子操作

Java从JDK1.5开始提供了java.util.concurrent.atomic包，方便程序员在多线程环境下，无锁的进行原子操作。原子变量的底层使用了处理器提供的原子指令，但是不同的CPU架构可能提供的原子指令不一样，也有可能需要某种形式的内部锁,所以该方法不能绝对保证线程不被阻塞。

主要用途：

可用于多线程高并发的计数器

其中的类可以分成4组

AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference

AtomicIntegerArray，AtomicLongArray

AtomicLongFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater

AtomicMarkableReference，AtomicStampedReference，AtomicReferenceArray

Atomic包提供了三种基本类型的原子更新，但是Java的基本类型里还有char，float和double等。那么问题来了，如何原子的更新其他的基本类型呢？

Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的，让我们一起看下Unsafe的源码，发现Unsafe只提供了三种CAS方法，compareAndSwapObject，compareAndSwapInt和compareAndSwapLong，再看AtomicBoolean源码，发现其是先把Boolean转换成整型，再使用compareAndSwapInt进行CAS，所以原子更新double也可以用类似的思路来实现。

Atomic类的作用 使得让对单一数据的操作，实现了原子化

使用Atomic类构建复杂的，无需阻塞的代码

访问对2个或2个以上的atomic变量（或者对单个atomic变量进行2次或2次以上的操作）通常认为是需要同步的，以达到让这些操作能被作为一个原子单元。

2.1 AtomicBoolean , AtomicInteger, AtomicLong, AtomicReference

这四种基本类型用来处理布尔，整数，长整数，对象四种数据。

构造函数（两个构造函数） 默认的构造函数：初始化的数据分别是false，0，0，null

getAndSet( )方法 原子的将变量设定为新数据，同时返回先前的旧数据 其本质是get( )操作，然后做set( )操作。

尽管这2个操作都是atomic，但是他们合并在一起的时候，就不是atomic。

在Java的源程序的级别上，如果不依赖synchronized的机制来完成这个工作，是不可能的。只有依靠native方法才可以。

compareAndSet( ) 和weakCompareAndSet( )方法 这两个方法都是conditional modifier方法。

这2个方法接受2个参数，一个是期望数据(expected)，一个是新数据(new)； 如果atomic里面的数据和期望数据一致，则将新数据设定给atomic的数据，返回true，表明成功；否则就不设定，并返回false。

对于AtomicInteger、AtomicLong还提供了一些特别的方法。

getAndIncrement( )、incrementAndGet( )、getAndDecrement( )、decrementAndGet ( )、addAndGet( )、getAndAdd( )以实现一些加法，减法原子操作。

(注意 --i、++i不是原子操作，其中包含有3个操作步骤：第一步，读取i；第二步，加1或减1；第三步：写回内存)