Java 中的原子是什么？了解 Java 中的原子性和线程安全

1. java 原子简介 1.1 java 什么是原子？

在 java 中，java.util.concurrent.atomic 该包为单个变量的无锁线程安全编程提供了一组支持。这些类别统称为原子变量。最常用的原子类包括 atomicinteger 、 atomiclong 、 atomicboolean 和 atomicreference。

原子变量设计为原子更新，这意味着它们的操作（如增加、减少或比较和设置值）作为一个不可分割的步骤执行。这确保没有其他线程可以观察中间状态的变量。

示例：使用 atomicinteger

import java.util.concurrent.atomic.atomicinteger;

public class atomicexample {
    private atomicinteger counter = new atomicinteger(0);

    public void incrementcounter() {
        counter.incrementandget();
    }

    public int getcounter() {
        return counter.get();
    }

    public static void main(string[] args) {
        atomicexample example = new atomicexample();

        for (int i = 0; i 



<p>在这个例子中，<strong>atomicinteger</strong> 用于维护一个计数器，它可以安全地从多个线程中增加，而不会导致不一致。 </p>

<h3>
  
  
  1.2 原子和线程安全
</h3>

<p>术语“原子性”是指一步完成的操作，不存在其他操作干扰的可能性。 </p>

<h3>
  
  
  1.2 原子和线程安全
</h3>

<p>术语“原子性”是指一步完成的操作，不存在其他操作干扰的可能性。在多线程的上下文中，这意味着变量更新是全部或全部操作。对于常规基元类型，如增量 <strong>(i++)</strong> 这种操作不是原子，这意味着如果多个线程试图同时更新相同的变量，数据可能会损坏。 </p><p><span>立即学习</span>“<a href="https://pan.quark.cn/s/c1c2c2ed740f" style="text-decoration: underline !important; color: blue; font-weight: bolder;" rel="nofollow" target="_blank">Java免费学习笔记(深入)</a>”；</p>

<p><strong>示例：原始类型的非原子操作</strong><br></p>

<pre class="brush:php;toolbar:false">public class nonatomicexample {
    private int counter = 0;

    public synchronized void incrementcounter() {
        counter++;
    }

    public int getcounter() {
        return counter;
    }

    public static void main(string[] args) {
        nonatomicexample example = new nonatomicexample();

        for (int i = 0; i 



<p>即使应用同步，由于线程争用，这种方法也可能导致性能瓶颈。然而，原子类通过使用低级原子类 cpu 为了保证原子性而不需要锁定，指令避免了这种情况。 </p>

<h2>
  
  
  2. 原子和常规基元之间的差异
</h2>

<p>现在我们知道原子变量是什么，它们是如何工作的，让我们讨论它们在原子和线程安全方面与传统基元类型有什么不同。 </p>

<h3>
  
  
  2.1 常规原语和原子中的原子性
</h3>

<p>常规基元，如 <strong>int</strong> 、 <strong>long</strong> 、 <strong>boolean</strong> 等等，本质上不是原子。其他线程可能会中断这些变量的操作(如增加或设置值)，导致数据不一致或损坏。其他线程可能会中断这些变量的操作（如增加或设置值），导致数据不一致或损坏。相反，原子变量确保这些操作是单一和不间断的步骤。 </p>

<p><strong>示例：原类型的竞争条件</strong><br></p>

<pre class="brush:php;toolbar:false">public class RaceConditionExample {
    private int counter = 0;

    public void incrementCounter() {
        counter++;
    }

    public static void main(String[] args) {
        RaceConditionExample example = new RaceConditionExample();

        for (int i = 0; i 



<p>在这个例子中，由于竞争条件，最终计数器值可能不是 1000。多个线程可以同时访问和修改计数器，导致不可预测的结果。多个线程可以同时访问和修改计数器，导致不可预测的结果。 </p>

<h3>
  
  
  2.2 常规原语和原子中的线程安全
</h3>

<p>并发编程中的一个关键因素是线程安全。常规基元需要显式同步，以确保线程安全，这可能很麻烦，也很容易出错。然而，由于提供内置的原子操作，原子本质上是线程安全的。 </p>

<p><strong>性能注意事项</strong></p>

<p>使用常规原语同步可能会导致性能瓶颈，因为获取和释放锁的费用。另一方面，原子类通过使用非阻塞算法实现无锁线程安全，提供了更有效的解决方案。 </p>

<h2>
  
  
  三、结论
</h2>

<p>java 处理并发并保证数据一致性的原子变量提供了一种强有效的方法。它们在原子性和线程安全性方面与常规基元类型明显不同，在多线程环境中提供了更有效的解决方案。 </p>

<p>通过理解原子的概念，您可以使用java编写更安全、更高效的并发代码。如果您有任何问题或需要进一步解释，请随时在下面发表评论！ </p>

<p><strong>阅读更多文章</strong>：什么是 java 中的原子？了解 java 原子性和线程安全</p>


          

            
        

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