這篇文章主要介紹“web線程安全中的原子操作是什么”，在日常操作中，相信很多人在web線程安全中的原子操作是什么問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”web線程安全中的原子操作是什么”的疑惑有所幫助！接下來，請(qǐng)跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧！

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原子操作

原子性就是指該操作是不可再分的。不論是多核還是單核，具有原子性的量，同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程來對(duì)它進(jìn)行操作。 原子操作可以是一個(gè)步驟，也可以是多個(gè)步驟，但是其順序不可以被打亂，也不可以被切割而只執(zhí)行其中的一部分（不可中斷性）。 將操作視作一個(gè)整體，資源在該次操作中保持一致，這是原子性的核心特征。

首先我們來看一個(gè)非原子操作的示例：

public class Counter {

  volatile int i = 0;

  public void increament() {
    i++;
  }
}

測(cè)試代碼：

public class CouterTest {

  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    final Counter counter = new Counter();
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
      new Thread(
              new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                  for (int j = 0; j < 10000; j++) {
                    counter.increament();
                  }
                  System.out.println("done...");
                }
              })
          .start();
    }
    Thread.sleep(6000L);
    System.out.println(counter.i);
  }
}

正確情況下以上測(cè)試代碼我們啟動(dòng)了6個(gè)線程每個(gè)增加10000，結(jié)果輸出應(yīng)該是60000，但實(shí)際結(jié)果卻是小于60000的，其原因就在于i++并不是原子的操作，通過反編譯我們可以知道它實(shí)際上在JVM運(yùn)行時(shí)是4個(gè)指令。

那么如何才能讓以上代碼正確運(yùn)行那？

1. 通過加鎖的形式，可以是synchronized加鎖，也可以是ReentrantLock加鎖. 這種方式是通過加鎖的方式使其變成串行的單線程操作，效果不是太高。

syncchronized 加鎖代碼示例：

public class Counter {

  volatile int i = 0;

  public synchronized void increament() {
    i++;
  }
}

ReentrantLock加鎖代碼示例:

public class Counter {

  volatile int i = 0;

  Lock lock = new ReentrantLock();

  public void increament() {
    lock.lock();
    i++;
    lock.unlock();
  }
}

2. 通過JDK提供的原子操作的API中的AtomicInteger，這種方式其底層是通過CAS操作，仍是使用多線程進(jìn)行，所以效率會(huì)相對(duì)較高。

AtomicInteger代碼示例:

public class Counter {

  AtomicInteger i= new AtomicInteger();

  public void increament() {
    i.incrementAndGet();
  }
}

CAS（Compare and swap）

Compare and swap 比較和交換，屬于硬件同步原語，處理器提供了基本內(nèi)存操作的原子性保證。 CAS 操作包含三個(gè)操作數(shù)--內(nèi)存位置(V),預(yù)期原值(A)和新值(B)。 如果內(nèi)存位置的值與預(yù)期原值相匹配，那么處理器會(huì)自動(dòng)將該位置值交換成新值，如果不匹配，即內(nèi)存位置的值了變化則不做交換。 Java中的sun.misc.Unsafe類提供了compareAndSwapInt和compareAndSwapLong等幾個(gè)方法實(shí)現(xiàn)CAS, 其代碼示例如下：

// JDK提供的原子操作API其原理基本如此
public class CounterUnsafe {

  volatile int i = 0;

  private static Unsafe unsafe = null;

  // i字段地址偏移量
  private static long valueOffset;

  static {
    //    unsafe = Unsafe.getUnsafe();  該方式并不可用
    try {
      Field field = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
      field.setAccessible(true);
      unsafe = (Unsafe) field.get(null);

      Field fieldi = CounterUnsafe.class.getDeclaredField("i");
      // 獲取字段i的地址偏移量
      valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(fieldi);

    } catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

  public void increament() {
    for (; ; ) {
      int current = unsafe.getIntVolatile(this, valueOffset);
      // 如果成功則返回true，跳出循環(huán)，如果失敗返回false, 將進(jìn)行自旋（就是for循環(huán)）
      if (unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, current, current + 1)) break;
    }
  }
}

到此，關(guān)于“web線程安全中的原子操作是什么”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！