AtomicIntegerArray和AtomicIntegerFieldUpdater 原

AtomicIntegerArray

對int數組中元素的操作不是原子性的，所以存在併發操作時，我們應該使用AtomicIntegerArray類來代替int數組。
下面是驗證演示代碼：

public class AtomicIntegerArrayDemo {
    static AtomicIntegerArray aiArr = new AtomicIntegerArray(5);
    static int[] intArr = new int[5];

    /**
     * 併發測試，對數組的每個元素進行遞增操作
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for(int t = 0; t < 5; t++) {
            threadPool.execute(() -> {
                for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                    aiArr.getAndIncrement(i % 5);
                }
            });

            threadPool.execute(() -> {
                for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                    intArr[i % 5]++;
                }
            });
        }
        threadPool.shutdown();
        boolean b = threadPool.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);
        if(b) {
            System.out.println("aiArr:" + aiArr.toString());
            System.out.println("intArr:" + Arrays.toString(intArr));
        }else{
            System.out.println("time out.");
        }
    }
}

運行結果：

D:\Java\jdk1.8.0_171\bin\java.exe "-javaagent:D:\JetBrains\IntelliJ IDEA
aiArr:[1000000, 1000000, 1000000, 1000000, 1000000]
intArr:[892703, 891096, 892369, 892372, 893754]

AtomicIntegerArray的常用方法：

//獲取數組長度
int length()

//獲取數組中下標爲i的元素的值
int get(int i)

//設置數組中下標爲i的元素的值爲newValue
void set(int i, int newValue)

//設置數組中下標爲i的元素的值爲newValue，返回以前的值
int getAndSet(int i, int newValue)

//如果數組中下標爲i的元素的值等於入參expect，則把值修改爲update，並返回ture，如果不等則不修改並返回false
boolean compareAndSet(int i, int expect, int update)

// arr[i]++
int getAndIncrement(int i)

// arr[i]--
int getAndDecrement(int i)

// ++arr[i]
int incrementAndGet(int i)

// --arr[i]
 int decrementAndGet(int i)
 
//數組中下標爲i的元素的值加上delta，返回以前的值
int getAndAdd(int i, int delta)

 //數組中下標爲i的元素的值加上delta，返回新的值
int addAndGet(int i, int delta)

//1.8新增方法，更新當前值，返回以前的值
int getAndUpdate(int i, IntUnaryOperator updateFunction)

// 1.8新增方法，更新當前值，返回更新後的值
int updateAndGet(int i, IntUnaryOperator updateFunction)

// 1.8新增方法，更新當前值，返回以前的值
int getAndAccumulate(int i, int x, IntBinaryOperator accumulatorFunction)

// 1.8新增方法，更新當前值，返回更新後的值
int accumulateAndGet(int i, int x, IntBinaryOperator accumulatorFunction)

**
 * 1.8新增方法演示
 */
@Test
public void atomicIntegerArrayMethodTest(){
    AtomicIntegerArray arr = new AtomicIntegerArray(2);
    arr.set(0, 10);

    //lambda表達式中參數operand表示數組下標爲0的元素當前值
    int i1 = arr.getAndUpdate(0, operand -> operand / 2);
    System.out.println(i1); // result: 10
    System.out.println(arr.get(0)); // result: 5

    int i2 = arr.updateAndGet(0, operand -> operand * 3);
    System.out.println(i2); // result: 15
    System.out.println(arr.get(0)); // result: 15

    //lambda表達式中參數left表示數組下標爲0的元素當前值，right表示第二個參數2
    int i3 = arr.getAndAccumulate(0, 2, (left, right) -> left * right);
    System.out.println(i3); // result: 15
    System.out.println(arr.get(0)); // result: 30

    int i4 = arr.accumulateAndGet(0, 2, (left, right) -> left * right);
    System.out.println(i4); // result: 60
    System.out.println(arr.get(0)); // result: 60
}

---

AtomicIntegerFieldUpdater

AtomicIntegerFieldUpdater是用來原子的操作對象中int類型字段的。 下面是驗證演示代碼：

public class AtomicIntegerFieldUpdaterDemo {

    /**
     * 併發測試，對Counter的index字段進行遞增操作
     */
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Counter counter1 = new Counter();
        AtomicIntegerFieldUpdater<Counter> counterIndexFieldUpdater = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(Counter.class, "index");
        Counter counter2 = new Counter();
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for(int t = 0; t < 5; t++) {
            threadPool.execute(() -> {
                for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                    counter1.index++;
                }
            });

            threadPool.execute(() -> {
                for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                    counterIndexFieldUpdater.getAndIncrement(counter2);
                }
            });
        }
        threadPool.shutdown();
        boolean b = threadPool.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);
        if(b) {
            System.out.println("counter1.index:" + counter1.index);
            System.out.println("counter2.index:" + counterIndexFieldUpdater.getAndIncrement(counter2));
        }else{
            System.out.println("time out.");
        }
    }
}

class Counter{
    /** 必須是volatile修飾的 */
    public volatile int index = 0;
}

運行結果：

D:\Java\jdk1.8.0_171\bin\java.exe "-javaagent:D:\JetBrains\IntelliJ IDEA 
counter1.index:4192522
counter2.index:5000000

值得注意的是，使用的時候注意如下幾點：

1. 字段必須是volatile類型的，在線程之間共享變量時保證立即可見
2. 字段的描述類型（修飾符public/protected/default/private）是與調用者與操作對象字段的關係一致。也就是說調用者能夠直接操作對象字段，那麼就可以反射進行原子操作。
3. 對於父類的字段，子類是不能直接操作的，儘管子類可以訪問父類的字段。
4. 只能是實例變量，不能是類變量，也就是說不能加static關鍵字。
5. 只能是可修改變量，不能使final變量，因爲final的語義就是不可修改。
6. 對於AtomicIntegerFieldUpdater和AtomicLongFieldUpdater只能修改int/long類型的字段，不能修改其包裝類型（Integer/Long）。如果要修改包裝類型就需要使用AtomicReferenceFieldUpdater。
   參考：Java併發學習(九)-AtomicIntegerFieldUpdater字段原子更新類

AtomicIntegerArray的常用方法：

//創建AtomicIntegerFieldUpdater對象，tclass爲需要操作對象的類型，fieldName爲需要操作字段名稱
static <U> AtomicIntegerFieldUpdater<U> newUpdater(Class<U> tclass, String fieldName)

//如果obj中指定字段的值等於expect，則把該字段的值設爲update
boolean compareAndSet(T obj, int expect, int update) 

//把obj中指定字段的值設置爲newValue
void set(T obj, int newValue);

//返回obj中指定字段的值
int get(T obj);

//把obj中指定字段的值設置爲newValue，返回以前的值
int getAndSet(T obj, int newValue)

//i++
int getAndIncrement(T obj)

//++i
int incrementAndGet(T obj)

//i--
int getAndDecrement(T obj)
//--i
decrementAndGet(T obj)

//把obj中指定字段的值加上delta，返回以前的值
int getAndAdd(T obj, int delta)

//把obj中指定字段的值加上delta，返回更新後的值
int addAndGet(T obj, int delta)

//1.8新增方法，更obj中指定字段的值，返回以前的值
int getAndUpdate(T obj, IntUnaryOperator updateFunction)

//1.8新增方法，更obj中指定字段的值，返回更新後的值
int updateAndGet(T obj, IntUnaryOperator updateFunction)

//1.8新增方法，更obj中指定字段的值，返回以前的值
int getAndAccumulate(T obj, int x, IntBinaryOperator accumulatorFunction)

//1.8新增方法，更obj中指定字段的值，返回更新後的值
int accumulateAndGet(T obj, int x, IntBinaryOperator accumulatorFunction)