Java多线程中如何使用原子操作

在Java多线程编程中，原子操作是指不可被中断的一个或一系列操作。这些操作在执行过程中不会被其他线程干扰，从而确保数据的一致性和安全性。Java提供了java.util.concurrent.atomic包来支持原子操作。以下是一些常用的原子类和它们的用法：

1. AtomicInteger：用于原子操作的整数。常用方法有getAndIncrement()、getAndDecrement()、compareAndSet()等。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class AtomicDemo {
    private static AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable = () -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                counter.getAndIncrement();
            }
        };

        Thread t1 = new Thread(runnable);
        Thread t2 = new Thread(runnable);
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println("Counter: " + counter.get()); // 输出：Counter: 2000
    }
}

2. AtomicLong：用于原子操作的长整数。常用方法与AtomicInteger类似。

3. AtomicBoolean：用于原子操作的布尔值。常用方法有getAndSet()、compareAndSet()等。

4. AtomicReference：用于原子操作的引用类型。常用方法有getAndSet()、compareAndSet()等。

5. AtomicIntegerFieldUpdater、AtomicLongFieldUpdater、AtomicReferenceFieldUpdater：这些类用于原子操作类的字段。它们需要一个目标对象和字段名作为参数，并提供原子更新指定字段的方法。

6. LongAdder 和 DoubleAdder：这些类适用于高并发场景下的累加操作。它们的性能比AtomicLong和AtomicDouble更好，因为它们将累加操作分散到多个单元中，减少了线程竞争。

import java.util.concurrent.atomic.LongAdder;

public class LongAdderDemo {
    private static LongAdder counter = new LongAdder();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Runnable runnable = () -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                counter.increment();
            }
        };

        Thread t1 = new Thread(runnable);
        Thread t2 = new Thread(runnable);
        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println("Counter: " + counter.sum()); // 输出：Counter: 2000
    }
}

使用这些原子类和方法，可以确保在多线程环境下进行安全的原子操作。