1 AtomicInteger解析众所周知，在多线程并发的情况下，对于成员变量，可能是线程不安全的；一个很简单的例子，假设我存在两个线程，让一个整数自增1000次，那么最终的值应该是1000；但是多线程情况下并不能保证原子性；最终的结果极有可能不是1000；看如下的代码：
package automic;public class AtomicIntegerTest extends Thread{ private Integer count=0;
@Override
public void run() {
for(int i=1;i<=500;i++){
count++;
}
System.out.println("count的值是："+ count); } public static void main(String[] args) {
AtomicIntegerTest a=new AtomicIntegerTest();
Thread t1 = new Thread(a);
Thread t2 = new Thread(a);
t1.start();
t2.start(); }}
最终的结果无论如何都是小于1000的，因为两个线程可能同时去修改了变量的值导致的；使用AtomicInteger保证线程安全。AtomicInteger类,是一个对于变量可以进行原子性操作的类；核心是CAS无锁算法。CAS算法是基于乐观锁的实现方法，在不需要锁的情况下，并且在并发量不高的情况下完成的原子性的操作。主要原理是当一个线程去修改这个值的时候，会进入一个while循环，并且不断的尝试comparreAndSet()方法，也就是不断地比较内存值和期望值，如果相等就修改，不相等就返回false，当值修改完毕结束死循环；对于上述的代码，我们可以将Integer修改为AutomicInteger,且看如下的代码：
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;public
class AtomicIntegerTest2 extends Thread{
/**
* 这里使用了AtomicInteger类，这是一个对于变量可以进行原子性操作的类；核心是CAS无锁算法;
* 下面两个构造器其中一个进行了值得初始化
* public AtomicInteger(int initialValue) {
* value = initialValue;
* }
* public AtomicInteger() {
* }
*/ private AtomicInteger count=new AtomicInteger(0);
@Override
public void run() {
for(int i=1;i<=500;i++){
/**
* getAndIncrement是以原子的方式给当前值加1
*/
count.getAndIncrement();
}
System.out.println("count的值是："+ count); } public static void main(String[] args) {
AtomicIntegerTest2 a=new AtomicIntegerTest2();
Thread t1 = new Thread(a);
Thread t2 = new Thread(a);
t1.start();
t2.start(); }}
最终的结果是1000； 采用AtomicInteger可以保证数据的原子性操作，多线程并发的情况下是安全的；对于线程的安全来说，是一个老生常谈的问题：做到线程安全，我们最直接的方法一般有两种： 1> 同步锁或者同步代码块 2> 互斥锁或者重入锁其实上述的两种都是利用锁的方式来解决线程并发问题，而且都是悲观锁的方式；synchrnoized在jdk1.6之后做了优化，在性能上和Lock锁处于相同的数量级的位置上；synchnoized本身就具备了原子性操作；即锁的方式本身就保证了数据操作的原子性；而CAS算法没有利用锁的技术；他如何实现的呢？且看如下的源代码：
public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L; // setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
private static final long valueOffset;
}
① Unsafe是CAS的核心类，一切底层的具体实现由他来完成；② valueOffset 变量在内存中地址的起始偏移量；如下的静态代码块是完成变量的初始化；当JVM加载该类的时候就为这个变量在内存中开辟内存地址；它通过反射的手法获取字段value的值，而value的值使用了volatile去修饰，保证了内存的可见性（这点至关重要）；但是volatile本身不可以保证操作的原子性；
static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset
(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }
}
private volatile int value;
再来看一看这个方法getAndIncrement（）；表示给特定的变量添加1；这个方法的源码如下：为了明晰原理，我这里使用的是jdk1.7
public final int getAndIncrement() {
for (;;) {
int current = get();
int next = current + 1;
if (compareAndSet(current, next))
return current;
}
}
在看看jdk1.8的源码：
public final int getAndIncrement() {
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
}
使用了unsafe的方法，其实二者底层的实现方式都差不多：
进入一个for循环，不断的比较内存值和期望值，如果相等就修改，不相等就返回false;
/**
* set()方法 ,设置一个值
*/
public final void set(int newValue) {
value = newValue;
} /**
* lazySet()方法，没有storeload屏障的set,出现于JDK1.6
*/
public final void lazySet(int newValue) {
unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, newValue);
} /**
* getAndSet()方法 原子性的获取并且设置值
*/
public final int getAndSet(int newValue) {
return unsafe.getAndSetInt(this, valueOffset, newValue);
} /**
* 如果当前值和内存值相等，那么进行更新
*/
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
} /**
* weak的CAS，也就是没有volatile语义的CAS，没有加入内存屏障
*/
public final boolean weakCompareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
} /**
* 自增加，返回原来的值.
*/
public final int getAndIncrement() {
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);
} /**
* 自减少，返回原来的值
*/
public final int getAndDecrement() {
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1);
} /**
* 原子性的增加delta的值
*/
public final int getAndAdd(int delta) {
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, delta);
} /**
* 自增1
*/
public final int incrementAndGet() {
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
} /**
* 自减1
*/
public final int decrementAndGet() {
return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, -1) - 1;
} /**
* 阻塞式更新，并且对prev进行一个IntUnaryOperator操作运算
*/
public final int updateAndGet(IntUnaryOperator updateFunction) {
int prev, next;
do {
prev = get();
next = updateFunction.applyAsInt(prev);
} while (!compareAndSet(prev, next));
return next;
} /**
* 阻塞式更新，并对prev和x，进行二元运算操作。于jdk1.8出现
*/
public final int getAndAccumulate(int x,
IntBinaryOperator accumulatorFunction) {
int prev, next;
do {
prev = get();
next = accumulatorFunction.applyAsInt(prev, x);
} while (!compareAndSet(prev, next));
return prev;
}
