在java.util.concurrent.atomic包里，多了一批原子处理类。AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference。主要用于在高并发环境下的高效程序处理,来帮助我们简化同步处理.
AtomicInteger一个提供原子操作的Integer的类。在Java语言中，++i和i++操作并不是线程安全的，在使用的时候，不可避免的会用到synchronized关键字。而AtomicInteger则通过一种线程安全的加减操作接口。
我们先来看看AtomicInteger提供了什么接口:
public final int get() //获取当前的值
public final int getAndSet(int newValue)//获取当前的值，并设置新的值
public final int getAndIncrement()//获取当前的值，并自增
public final int getAndDecrement() //获取当前的值，并自减
public final int getAndAdd(int delta) //获取当前的值，并加上预期的值
下面通过两个简单的例子来看一下 AtomicInteger 的优势。
普通线程同步:
class Test2 {
private volatile int count = 0;
public synchronized void increment() {
count++; //若要线程安全执行执行count++，需要加锁
}
public int getCount() {
return count;
}
}
使用AtomicInteger来实现:
class Test2 {
private AtomicInteger count = new AtomicInteger();
public void increment() {
count.incrementAndGet();
}
//使用AtomicInteger之后，不需要加锁，也可以实现线程安全。
public int getCount() {
return count.get();
}
}
从上面的例子中我们可以看出：使用AtomicInteger是非常的安全的。而且因为AtomicInteger由硬件提供原子操作指令实现的。在非激烈竞争的情况下，开销更小，速度更快。
我们来看看AtomicInteger是如何使用非阻塞算法来实现并发控制的:AtomicInteger的关键域只有一下3个：
// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updates
private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
private static final long valueOffset;
static {
try {
valueOffset = unsafe.objectFieldOffset (AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));
} catch (Exception ex) {
throw new Error(ex);
}
}
private volatile int value;
这里， unsafe是java提供的获得对对象内存地址访问的类，注释已经清楚的写出了，它的作用就是在更新操作时提供“比较并替换”的作用。实际上就是AtomicInteger中的一个工具。valueOffset是用来记录value本身在内存的便宜地址的，这个记录，也主要是为了在更新操作在内存中找到value的位置，方便比较。
注意：value是用来存储整数的时间变量，这里被声明为volatile，就是为了保证在更新操作时，当前线程可以拿到value最新的值(并发环境下，value可能已经被其他线程更新了)。
这里，我们以自增的代码为例，可以看到这个并发控制的核心算法：
/**
*Atomicallyincrementsbyonethecurrentvalue.
*
*@returntheupdatedvalue
*/
publicfinalintincrementAndGet(){
for(;;){
//这里可以拿到value的最新值
intcurrent=get();
intnext=current+1;
if(compareAndSet(current,next)){
returnnext;
}
}
}
publicfinalbooleancompareAndSet(intexpect,intupdate){
//使用unsafe的native方法，实现高效的硬件级别CAS
returnunsafe.compareAndSwapInt(this,valueOffset,expect,update);
}
性能对比测试
下面是一个对比测试，我们写一个synchronized的方法和一个AtomicInteger的方法来进行测试，直观的感受下性能上的差异。
package zl.study.concurrency;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class AtomicIntegerCompareTest {
private int value;
public AtomicIntegerCompareTest(int value){
this.value = value;
}
public synchronized int increase(){
return value++;
}
public static void main(String args[]){
long start = System.currentTimeMillis();
AtomicIntegerCompareTest test = new AtomicIntegerCompareTest(0);
for( int i=0;i< 1000000;i++){
test.increase();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("time elapse:"+(end -start));
long start1 = System.currentTimeMillis();
AtomicInteger atomic = new AtomicInteger(0);
for( int i=0;i< 1000000;i++){
atomic.incrementAndGet();
}
long end1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("time elapse:"+(end1 -start1) );
}
}
结果 -
time elapse:31
time elapse:16
由此不难看出，通过JNI本地的CAS性能远超synchronized关键字
优点总结:
最大的好处就是可以避免多线程的优先级倒置和死锁情况的发生，提升在高并发处理下的性能。
