java 同时更新一个id用户余额 java并发更新

 多线程同时操作一个变量时，可能会得到一个期望之外的值，例如i++操作，多线程同时操作时，可能会少加。这就是线程的不安全操作，通常情况下，我们会使用synchronized关键字来解决这个问题，synchronized会保证多线程不会同时更新变量i。
 从JDK1.5开始，Java提供了java.util.concurrent.atomic包，这个包提供了13个原子操作类，属于4种类型的原子更新方式，分别是原子更新基本类型、原子更新数组、原子更新引用和原子更新属性（字段）。给我们带来了用法简单、性能高效、线程安全的更新变量方式。
 Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类。

原子更新基本类型类

 使用原子的方式更新基本类型，Atomic包提供了以下3个类：

• AtomicBoolean：原子更新布尔类型。
• AtomicInteger：原子更新整型。
• AtomicLong：原子更新长整型。

以上3个类提供的方法几乎一模一样，所以本节仅以AtomicInteger为例进行讲解，AtomicInteger的常用方法如下。

• int addAndGet（int delta）：以原子方式将输入的数值与实例中的值（AtomicInteger里的value）相加，并返回结果。
• boolean compareAndSet（int expect，int update）：如果输入的数值等于预期值，则以原子方式将该值设置为输入的值。
• int getAndIncrement()：以原子方式将当前值加1，注意，这里返回的是自增前的值。
• void lazySet（int newValue）：最终会设置成newValue，使用lazySet设置值后，可能导致其他线程在之后的一小段时间内还是可以读到旧的值。
• int getAndSet（int newValue）：以原子方式设置为newValue的值，并返回旧值。

AtomicIntegerTest.java

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class AtomicIntegerTest {
	static AtomicInteger ai = new AtomicInteger(1);
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(ai.getAndIncrement());
		System.out.println(ai.get());
	}
}

输出结果：

1
2

 

getAndIncrement

public final int getAndIncrement() {
	for (;;) {
		int current = get();
		int next = current + 1;
		if (compareAndSet(current, next))
			return current;
	}
}
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
	return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}

 源码中for循环体的第一步先取得AtomicInteger里存储的数值，第二步对AtomicInteger的当前数值进行加1操作，关键的第三步调用compareAndSet方法来进行原子更新操作，该方法先检查当前数值是否等于current，等于意味着AtomicInteger的值没有被其他线程修改过，则将AtomicInteger的当前数值更新成next的值，如果不等compareAndSet方法会返回false，程序会进
入for循环重新进行compareAndSet操作。
 

Unsafe.java

/**
* 如果当前数值是expected，则原子的将Java变量更新成x
* @return 如果更新成功则返回true
*/
public final native boolean compareAndSwapObject(Object o,long offset,Object expected,Object x);
public final native boolean compareAndSwapInt(Object o, long offset,int expected,int x);
public final native boolean compareAndSwapLong(Object o, long offset,long expected,long x);

 通过代码，我们发现Unsafe只提供了3种CAS方法：compareAndSwapObject、compare-AndSwapInt和compareAndSwapLong，再看AtomicBoolean源码，发现它是先把Boolean转换成整型，再使用compareAndSwapInt进行CAS。由此可得，所以原子更新char、float和double变量也可以用类似的思路来实现。
 

原子更新数组

通过原子的方式更新数组里的某个元素，Atomic包提供了以下4个类。

• AtomicIntegerArray：原子更新整型数组里的元素。
• AtomicLongArray：原子更新长整型数组里的元素。
• AtomicReferenceArray：原子更新引用类型数组里的元素。
   

AtomicIntegerArray类主要是提供原子的方式更新数组里的整型，其常用方法如下。

• int addAndGet（int i，int delta）：以原子方式将输入值与数组中索引i的元素相加。
• boolean compareAndSet（int i，int expect，int update）：如果当前值等于预期值，则以原子方式将数组位置i的元素设置成update值。

AtomicIntegerArrayTest.java

public class AtomicIntegerArrayTest {
	static int[] value = new int[] { 1， 2 };
	static AtomicIntegerArray ai = new AtomicIntegerArray(value);
	public static void main(String[] args) {
		ai.getAndSet(0， 3);
		System.out.println(ai.get(0));
		System.out.println(value[0]);
	}
}

输出结果

3
1

 注意：数组value通过构造方法传递进去，然后AtomicIntegerArray会将当前数组复制一份，所以当AtomicIntegerArray对内部的数组元素进行修改时，不会影响传入的数组。
 

原子更新引用类型

 原子更新基本类型的AtomicInteger，只能更新一个变量，如果要原子更新多个变量，就需要使用这个原子更新引用类型提供的类。Atomic包提供了以下3个类。

• AtomicReference：原子更新引用类型。
• AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新引用类型里的字段。
• AtomicMarkableReference：原子更新带有标记位的引用类型。可以原子更新一个布尔类型的标记位和引用类型。构造方法是AtomicMarkableReference（V initialRef，booleaninitialMark）。

AtomicReferenceTest.java

public class AtomicReferenceTest {
	public static AtomicReference<user> atomicUserRef = new AtomicReference<user>();
	public static void main(String[] args) {
		User user = new User("conan"， 15);
		atomicUserRef.set(user);
		User updateUser = new User("Shinichi"， 17);
		atomicUserRef.compareAndSet(user， updateUser);
		System.out.println(atomicUserRef.get().getName());
		System.out.println(atomicUserRef.get().getOld());
	}
	
	static class User {
		private String name;
		private int old;
		public User(String name， int old) {
			this.name = name;
			this.old = old;
		}
		public String getName() {
			return name;
		}
		public int getOld() {
			return old;
		}
	}
}

 代码中首先构建一个user对象，然后把user对象设置进AtomicReferenc中，最后调用compareAndSet方法进行原子更新操作，实现原理同AtomicInteger里的compareAndSet方法。代码执行后输出结果如下。

Shinichi
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原子更新字段类

 如果需原子地更新某个类里的某个字段时，就需要使用原子更新字段类，Atomic包提供了以下3个类进行原子字段更新。

• AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整型的字段的更新器。
• AtomicLongFieldUpdater：原子更新长整型字段的更新器。
• AtomicStampedReference：原子更新带有版本号的引用类型。该类将整数值与引用关联起来，可用于原子的更新数据和数据的版本号，可以解决使用CAS进行原子更新时可能出现的ABA问题。

 要想原子地更新字段类需要两步。

1. 因为原子更新字段类都是抽象类，每次使用的时候必须使用静态方法newUpdater()创建一个更新器，并且需要设置想要更新的类和属性。
2. 更新类的字段（属性）必须使用public volatile修饰符。

AtomicIntegerFieldUpdaterTest.java

public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest {
	// 创建原子更新器，并设置需要更新的对象类和对象的属性
	private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> a = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class， "old");
	public static void main(String[] args) {
		// 设置柯南的年龄是10岁
		User conan = new User("conan"， 10);
		// 柯南长了一岁，但是仍然会输出旧的年龄
		System.out.println(a.getAndIncrement(conan));
		// 输出柯南现在的年龄
		System.out.println(a.get(conan));
	}
	public static class User {
		private String name;
		public volatile int old;
		public User(String name， int old) {
			this.name = name;
			this.old = old;
		}
		public String getName() {
			return name;
		}
		public int getOld() {
			return old;
		}
	}
}

执行后输出如下

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