java原子代码 java中的原子操作是什么

在java中，什么是原子性

不能被分开操作java原子代码的一段代码，就叫原子对象。。

比如，java原子代码你在atm取款机取钱，atm程序中吐钱跟在你账户上扣掉等额的数目就是一个原子性的操作，这两个动作一定要连在一起操作，要么都成功，要么都失败，不可以被分开只执行某一部分。

像这样的操作，我们叫它原子操作。

吐钱跟账户上扣钱这两个行为对象是严格合为一体的，不可以被分开，我们称这样的对象为原子对象

相关问答

Q1: Java多线程之Atomic：原子变量与原子类

一 何谓Atomic?

Atomic一词跟原子有点关系 后者曾被人认为是最小物质的单位 计算机中的Atomic是指不能分割成若干部分的意思 如果一段代码被认为是Atomic 则表示这段代码在执行过程中 是不能被中断的 通常来说 原子指令由硬件提供 供软件来实现原子方法（某个线程进入该方法后 就不会被中断 直到其执行完成）

在x 平台上 CPU提供了在指令执行期间对总线加锁的手段 CPU芯片上有一条引线#HLOCK pin 如果汇编语言的程序中在一条指令前面加上前缀 LOCK 经过汇编以后的机器代码就使CPU在执行这条指令的时候把#HLOCK pin的电位拉低 持续到这条指令结束时放开 从而把总线锁住 这样同一总线上别的CPU就暂时不能通过总线访问内存了 保证了这条指令在多处理器环境中的原子性

二 ncurrent中的原子变量

无论是直接的还是间接的 几乎 ncurrent 包中的所有类都使用原子变量 而不使用同步 类似 ConcurrentLinkedQueue 的类也使用原子变量直接实现无等待算法 而类似 ConcurrentHashMap 的类使用 ReentrantLock 在需要时进行锁定 然后 ReentrantLock 使用原子变量来维护等待锁定的线程队列

如果没有 JDK 中的 JVM 改进 将无法构造这些类 这些改进暴露了（向类库 而不是用户类）接口来访问硬件级的同步原语 然后 ncurrent 中的原子变量类和其他类向用户类公开这些功能

ncurrent atomic的原子类

这个包里面提供了一组原子类 其基本的特性就是在多线程环境下 当有多个线程同时执行这些类的实例包含的方法时 具有排他性 即当某个线程进入方法 执行其中的指令时 不会被其他线程打断 而别的线程就像自旋锁一样 一直等到该方法执行完成 才由JVM从等待队列中选择一个另一个线程进入 这只是一种逻辑上的理解 实际上是借助硬件的相关指令来实现的 不会阻塞线程（或者说只是在硬件级别上阻塞了） 其中的类可以分成 组

AtomicBoolean AtomicInteger AtomicLong AtomicReference

AtomicIntegerArray AtomicLongArray

AtomicLongFieldUpdater AtomicIntegerFieldUpdater AtomicReferenceFieldUpdater

AtomicMarkableReference AtomicStampedReference AtomicReferenceArray

其中AtomicBoolean AtomicInteger AtomicLong AtomicReference是类似的

首先AtomicBoolean AtomicInteger AtomicLong AtomicReference内部api是类似的 举个AtomicReference的例子

使用AtomicReference创建线程安全的堆栈

Java代码

public class LinkedStackT {

private AtomicReferenceNodeT》 stacks = new AtomicReferenceNodeT》（）

public T push（T e） {

NodeT oldNode newNode;

while （true） { //这里的处理非常的特别 也是必须如此的

oldNode = stacks get（）

newNode = new NodeT（e oldNode）

if （pareAndSet（oldNode newNode）） {

return e;

}

}

}

public T pop（） {

NodeT oldNode newNode;

while （true） {

oldNode = stacks get（）

newNode = oldNode next;

if （pareAndSet（oldNode newNode）） {

return oldNode object;

}

}

}

private static final class NodeT {

private T object;

private NodeT next;

private Node（T object NodeT next） {

this object = object;

this next = next;

}

}

}

然后关注字段的原子更新

AtomicIntegerFieldUpdaterT/AtomicLongFieldUpdaterT/AtomicReferenceFieldUpdaterT V是基于反射的原子更新字段的值

相应的API也是非常简

单的 但是也是有一些约束的

（ ）字段必须是volatile类型的！volatile到底是个什么东西 请查看

（ ）字段的描述类型（修饰符public/protected/default/private）是与调用者与操作对象字段的关系一致 也就是说调用者能够直接操作对象字段 那么就可以反射进行原子操作 但是对于父类的字段 子类是不能直接操作的 尽管子类可以访问父类的字段

（ ）只能是实例变量 不能是类变量 也就是说不能加static关键字

（ ）只能是可修改变量 不能使final变量 因为final的语义就是不可修改 实际上final的语义和volatile是有冲突的 这两个关键字不能同时存在

（ ）对于AtomicIntegerFieldUpdater和AtomicLongFieldUpdater只能修改int/long类型的字段 不能修改其包装类型（Integer/Long） 如果要修改包装类型就需要使用AtomicReferenceFieldUpdater

在下面的例子中描述了操作的方法

[java]

import ncurrent atomic AtomicIntegerFieldUpdater;

public class AtomicIntegerFieldUpdaterDemo {

class DemoData{

public volatile int value = ;

volatile int value = ;

protected volatile int value = ;

private volatile int value = ;

}

AtomicIntegerFieldUpdaterDemoData getUpdater（String fieldName） {

return AtomicIntegerFieldUpdater newUpdater（DemoData class fieldName）

}

void doit（） {

DemoData data = new DemoData（）

System out println（ == +getUpdater（ value ） getAndSet（data ））

System out println（ == +getUpdater（ value ） incrementAndGet（data））

System out println（ == +getUpdater（ value ） decrementAndGet（data））

System out println（ true == +getUpdater（ value ） pareAndSet（data ））

}

public static void main（String[] args） {

AtomicIntegerFieldUpdaterDemo demo = new AtomicIntegerFieldUpdaterDemo（）

demo doit（）

}

}

在上面的例子中DemoData的字段value /value 对于AtomicIntegerFieldUpdaterDemo类是不可见的 因此通过反射是不能直接修改其值的

AtomicMarkableReference类描述的一个Object Boolean的对 可以原子的修改Object或者Boolean的值 这种数据结构在一些缓存或者状态描述中比较有用 这种结构在单个或者同时修改Object/Boolean的时候能够有效的提高吞吐量

AtomicStampedReference类维护带有整数 标志 的对象引用 可以用原子方式对其进行更新 对比AtomicMarkableReference类的Object Boolean AtomicStampedReference维护的是一种类似Object int的数据结构 其实就是对对象（引用）的一个并发计数 但是与AtomicInteger不同的是 此数据结构可以携带一个对象引用（Object） 并且能够对此对象和计数同时进行原子操作

在本文结尾会提到 ABA问题 而AtomicMarkableReference/AtomicStampedReference在解决 ABA问题 上很有用

三 Atomic类的作用

使得让对单一数据的操作 实现了原子化

使用Atomic类构建复杂的 无需阻塞的代码

访问对 个或 个以上的atomic变量（或者对单个atomic变量进行 次或 次以上的操作）通常认为是需要同步的 以达到让这些操作能被作为一个原子单元

无锁定且无等待算法

基于 CAS （pare and swap）的并发算法称为 无锁定算法 因为线程不必再等待锁定（有时称为互斥或关键部分 这取决于线程平台的术语） 无论 CAS 操作成功还是失败 在任何一种情况中 它都在可预知的时间内完成 如果 CAS 失败 调用者可以重试 CAS 操作或采取其他适合的操作

如果每个线程在其他线程任意延迟（或甚至失败）时都将持续进行操作 就可以说该算法是 无等待的 与此形成对比的是 无锁定算法要求仅 某个线程总是执行操作 （无等待的另一种定义是保证每个线程在其有限的步骤中正确计算自己的操作 而不管其他线程的操作 计时 交叉或速度 这一限制可以是系统中线程数的函数 例如 如果有 个线程 每个线程都执行一次CasCounter increment（） 操作 最坏的情况下 每个线程将必须重试最多九次 才能完成增加 ）

再过去的 年里 人们已经对无等待且无锁定算法（也称为 无阻塞算法）进行了大量研究 许多人通用数据结构已经发现了无阻塞算法 无阻塞算法被广泛用于操作系统和 JVM 级别 进行诸如线程和进程调度等任务 虽然它们的实现比较复杂 但相对于基于锁定的备选算法 它们有许多优点 可以避免优先级倒置和死锁等危险 竞争比较便宜 协调发生在更细的粒度级别 允许更高程度的并行机制等等

常见的

非阻塞的计数器Counter

非阻塞堆栈ConcurrentStack

lishixinzhi/Article/program/Java/gj/201311/27474

Q2: 广义表(x,y,(o,(p,q)))删除原子的代码(尽量用Java语言)

每个字符java原子代码的加/解密算法:

char str[100]; //存放原文

char desc[100];//存放密文

加密算法:

desc[i]=str[(i+5)%str.len];

解密算法:

str[i]=desc[(i-5)%desc.len];

具体细节java原子代码你自己处理下

Q3: Java中如何实现原子操作

Java中的原子操作包括：

1）除long和double之外的基本类型的赋值操作

2）所有引用reference的赋值操作

3）java.concurrent.Atomic.* 包中所有类的一切操作

count++不是原子操作，是3个原子操作组合

1.读取主存中的count值，赋值给一个局部成员变量tmp

2.tmp+1

3.将tmp赋值给count

可能会出现线程1运行到第2步的时候，tmp值为1；这时CPU调度切换到线程2执行完毕，count值为1；切换到线程1，继续执行第3步，count被赋值为1------------结果就是两个线程执行完毕，count的值只加了1；

还有一点要注意，如果使用AtomicInteger.set(AtomicInteger.get() + 1)，会和上述情况一样有并发问题，要使用AtomicInteger.getAndIncrement()才可以避免并发问题

Q4: 什么是原子操作，java中的原子操作是什么

"原子操作(atomic operation)是不需要synchronized"，所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch；

java中一般事务管理里面用到原子操作。

详细分析如下：

原子操作可以是一个步骤，也可以是多个操作步骤，但是其顺序不可以被打乱，也不可以被切割而只执行其中的一部分，将整个操作视作一个整体是原子性的核心特征；

使用原子操作的好处：

⑴. 性能角度：它执行多次的所消耗的时间远远小于由于线程所挂起到恢复所消耗的时间，因此无锁的CAS操作在性能上要比同步锁高很多；

⑵. 业务需求：业务本身的需求上，无锁机制本身就可以满足我们绝不多数的需求，并且在性能上也可以大大的进行提升。

例子：我们使用的版本控制工具与之其实非常的相似，如果使用锁来同步，其实就意味着只能同时一个人对该文件进行修改，此时其他人就无法操作文件，如果生活中真正遇到这样的情况我们一定会觉得非常不方便，而现实中我们其实并不是这样，我们大家都可以修改这个文件，只是谁提交的早，那么他就把他的代码成功提交的版本控制服务器上，其实这一步就对应着一个原子操作，而后操作的人往往却因为冲突而导致提交失败，此时他必须重新更新代码进行再次修改，重新提交。

Q5: Java是怎么保证原子性，可见性

首先，要知道原子性和可见性是在并发环境需要思考的问题，所以下面的回答是围绕了并发场景来描述的。

如果大家不明白并发场景，请先了解java并发

原子性，可以理解为CPU层面不能分割的操作，那么 i++是原子操作吗？不是的，实际它是i=i+1，这个操作首先要读取i的值，然后为i值加1。是需要拆分的。非原子操作都会存在线程安全问题，需要我们使用同步技术（sychronized）来让它变成一个原子操作。有好几种方式实现一个原子操作。java提供了 sychronized代码块，lock接口（它的实现重入锁是比较常用的）。还可以使用原子数据结构。AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等。

可见性。可以理解为线程层面各个线程之间对某个操作是透明的，各个线程可以及时知道引用的改变。volatile修饰的变量可以保证可见性，假如，一个变量只有 1或者0两种情况。那么volatile修饰之后，就不需要对这个变量加同步操作了。强调一下。volatile不能保证原子性。volatile修饰的整数i，在多线程下 i++之后，不能得到预期的值

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