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数组也能无锁:AtomicIntegerArray


 

   

  除了提供基本数据类型外,JDK还为我们准备了数组等复合结构。当前可用的原子数组有:AtomicIntegerArray、AtomicLongArray和AtomicReferenceArray,分别表示整数数组、long型数组和普通的对象数组。

  这里以AtomicIntegerArray为例,展示原子数组的使用方式。

  AtomicIntegerArray本质上是对int[]类型的封装。使用Unsafe类通过CAS的方式控制int[]在多线程下的安全性。它提供了以下几个核心API:

  //获得数组第i个下标的元素

  public final int get(int i)

  //获得数组的长度

  public final int length()

  //将数组第i个下标设置为newValue,并返回旧的值

  public final int getAndSet(int i, int newValue)

  //进行CAS操作,如果第i个下标的元素等于expect,则设置为update,设置成功返回true

  public final boolean compareAndSet(int i, int expect, intupdate)

  //将第i个下标的元素加1

  public final int getAndIncrement(int i)

  //将第i个下标的元素减1

  public final int getAndDecrement(int i)

  //将第i个下标的元素增加delta(delta可以是负数)

  public final int getAndAdd(int i, int delta)

  复制代码

  下面给出一个简单的示例,展示AtomicIntegerArray使用:

  01 public class AtomicIntegerArrayDemo {

  02 staticAtomicIntegerArray arr = new AtomicIntegerArray(10);

  03 public staticclass AddThread implements Runnable{

  04 publicvoid run(){

  05 for(intk=0;k<10000;k++)

  06 arr.getAndIncrement(k%arr.length());

  07 }

  08 }

  09 public staticvoid main(String[] args) throws InterruptedException {

  10 Thread[]ts=new Thread[10];

  11 for(intk=0;k<10;k++){

  12 ts[k]=new Thread(new AddThread());

  13 }

  14 for(intk=0;k<10;k++){ts[k].start();}

  15 for(intk=0;k<10;k++){ts[k].join();}

  16 System.out.println(arr);

  17 }

  18 }

  复制代码

  上述代码第2行,申明了一个内含10个元素的数组。第3行定义的线程对数组内10个元素进行累加操作,每个元素各加1000次。第11行,开启10个这样的线程。因此,可以预测,如果线程安全,数组内10个元素的值必然都是10000。反之,如果线程不安全,则部分或者全部数值会小于10000。程序的输出结果如下:

  [10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000,10000, 10000]

  这说明AtomicIntegerArray确实合理地保证了数组的线程安全性。