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原子性(Atomicity)是指一个操作是不可分割的,即在执行过程中不会被其他操作打断。在Java中,java.util.concurrent.atomic
包提供了一组原子变量类,如AtomicInteger
、AtomicLong
、AtomicBoolean
等,这些类中的方法都是线程安全的,可以保证原子性。
原子性在Java Atomic中的体现主要依赖于以下几个方面:
volatile关键字:Atomic
类中的变量都被声明为volatile
。volatile
关键字可以确保变量的可见性,即当一个线程修改了一个volatile
变量的值,其他线程能够立即看到这个修改。同时,volatile
还可以防止指令重排序,从而保证原子性。
原子操作:Atomic
类中的方法使用了底层的原子操作(如CAS,Compare-And-Swap)来实现原子性。CAS是一种无锁算法,它通过比较内存中的值和预期值,如果相等则更新为新值,否则重新尝试。这个过程是原子的,不会被其他线程打断。
无锁数据结构:Atomic
类实现了一些无锁数据结构,如无锁整数数组AtomicIntegerArray
、无锁Long数组AtomicLongArray
等。这些数据结构在多线程环境下提供了高效的并发访问,保证了原子性。
举个例子,AtomicInteger
类提供了一个原子性的自增方法incrementAndGet()
,它可以保证在多线程环境下,每次调用该方法都会使整数值增加1,并且这个增加操作是原子的。
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
// 在多线程环境下,每次调用incrementAndGet()方法都会使整数值原子性地增加1
int newValue = atomicInteger.incrementAndGet();
总之,Java Atomic类通过使用volatile
关键字、原子操作和无锁数据结构等方式,实现了在多线程环境下的原子性操作。
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