AtomicInteger是Java中通过CAS实现原子操作的线程安全类,用于高效处理多线程下的整型变量更新,常用于计数器、状态标志等场景。

在多线程编程中,保证变量操作的原子性是避免数据竞争和不一致状态的关键。Java 提供了 AtomicInteger 类来实现对整数类型的原子操作,无需使用 synchronized 关键字即可安全地在多线程环境下进行增减、赋值等操作。
AtomicInteger 是什么?
AtomicInteger 是 java.util.concurrent.atomic 包下的一个类,它提供了一种线程安全的方式来更新整型变量。其内部通过 CAS(Compare-And-Swap)机制实现原子性,避免了传统锁带来的性能开销。
常见用途包括:计数器、序列号生成、状态标志位等需要频繁读写共享变量的场景。
常用方法与原子操作实践
以下是 AtomicInteger 的核心方法及其使用方式:
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int get():获取当前值。 void set(int newValue):设置新值,线程安全。 int getAndIncrement():先获取当前值,再自增 1。 int incrementAndGet():先自增 1,再返回新值。 int getAndAdd(int delta):先获取值,再增加指定数值。 boolean compareAndSet(int expect, int update):如果当前值等于 expect,则更新为 update,成功返回 true。
示例代码演示多个线程对同一个计数器进行递增操作:
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;public class Counter { private static final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); public static void main(String[] args) { ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10); for (int i = 0; i { count.incrementAndGet(); // 原子自增 }); } executor.shutdown(); while (!executor.isTerminated()) {} System.out.println("最终计数值: " + count.get()); // 输出 1000 }}
compareAndSet 实现细粒度控制
利用 compareAndSet 可以实现更复杂的原子逻辑,比如仅当满足特定条件时才更新值。
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例如:实现一个只允许从 0 更新到 1 的状态标志:
AtomicInteger status = new AtomicInteger(0);// 多个线程尝试更新状态if (status.compareAndSet(0, 1)) { System.out.println("状态已成功初始化");} else { System.out.println("状态已被其他线程初始化");}
这种模式适用于资源初始化、开关控制等场景,确保操作只执行一次。
性能优势与适用场景
相比 synchronized 或 ReentrantLock,AtomicInteger 在低到中等并发下性能更优,因为它基于硬件级别的 CAS 指令,避免了线程阻塞和上下文切换。
但要注意,在高竞争环境下,CAS 可能因频繁失败重试而导致 CPU 占用升高。此时可考虑使用 LongAdder 等更高阶的原子类。
基本上就这些。AtomicInteger 是实现线程安全计数和状态管理的简洁高效工具,掌握它的基本用法和原理,能显著提升并发程序的稳定性和性能。
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