JUC系列之（三）原子变量

原子变量-CAS算法

1. i++的原子性问题

i++的计算原理：读 - 改 - 写

int temp = i;
i = i + 1;

将i++赋给其他变量的时候会将temp的值赋给其他变量，比如：
int i = 10;
i = i++;  // 这里i的值就是10，i++的值实际上就是临时变量temp的值

i++的原子性问题实例

package com.atguigu.juc;

public class TestAtomicDemo {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicDemo atomicDemo = new AtomicDemo();

        for(int j = 0; j< 20 ;j++){
            new Thread(atomicDemo).start();
        }
    }
}

class AtomicDemo implements Runnable{
    private int i = 0;

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
        System.out.println(i++);
    }
}

分析过程如下

2. 原子变量

jdk1.5后java.util.concurrent.atomic包下提供了常用的原子变量

工作原理：

1. volatile保证内存可见性

2. CAS (Compare-And-Swap)算法保证数据的原子性

   CAS算法是硬件对于并发操作共享数据的支持CAS包含了三个操作数:
   内存值 V
   预估值（旧值） A

   更新值（新值） B
   当且仅当V == A时, 才将B的值更新到共享变量中。否则,将不做任何操作

CAS算法逻辑：读取内存值作为V，计算出新值B后在替换之前再次读取内存值作为预估值A，比较内存值V和预估值A，如果相等则进行替换（比较并替换这个步骤是原子操作）

CAS算法：无锁、非阻塞

1.读取内存值

2.比较并交换

CAS算法与同步锁的比较：

CAS算法效率要高于同步锁，因为替换失败时不会阻塞，会一直重复进行

用原子变量改写3.1中的示例，解决i++的原子性问题

package com.atguigu.juc;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class TestAtomicDemo {
    public static void main(String[] args) {
        AtomicDemo atomicDemo = new AtomicDemo();

        for(int j = 0; j< 20 ;j++){
            new Thread(atomicDemo).start();
        }
    }
}

class AtomicDemo implements Runnable{
//    private volatile int i = 0;
    private AtomicInteger i = new AtomicInteger(0);

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (InterruptedException e) {
        }
        System.out.println(i.getAndIncrement());
    }
}