创建线程安全的原子性POJO：Java并发编程实践

本文介绍了如何在Java中创建线程安全的原子性POJO，并探讨了使用原子类和字段更新器来实现线程安全的方法。通过AtomicReferenceFieldUpdater、AtomicIntegerFieldUpdater和AtomicLongFieldUpdater等工具，可以实现对POJO属性的原子性更新，从而避免多线程环境下的数据竞争问题，保证程序的正确性和性能。

在多线程编程中，保证数据的线程安全性至关重要。Java提供了多种机制来实现线程安全，其中一种方式是使用原子类。虽然java.util.concurrent.atomic包提供了如AtomicInteger、AtomicBoolean等原子类，但有时我们需要创建自己的线程安全的POJO（Plain Old Java Object）。本文将介绍如何利用Java提供的原子字段更新器来实现这一目标。

利用原子字段更新器

java.util.concurrent.atomic包中提供了一组原子字段更新器，包括：

• AtomicReferenceFieldUpdater: 用于原子性地更新对象的引用类型字段。
• AtomicIntegerFieldUpdater: 用于原子性地更新对象的int类型字段。
• AtomicLongFieldUpdater: 用于原子性地更新对象的long类型字段。

这些更新器利用了底层的CAS（Compare and Swap）操作，保证了多线程环境下的原子性。

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示例：创建线程安全的UserPojo

假设我们有一个简单的UserPojo类，包含userName和password两个字段，我们需要保证在多线程环境下对userName字段的更新是原子性的。

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public class UserPojo {
  volatile String userName;
  volatile String password;

  public void setPassword(String password){
    this.password = password;
  }

  public void setUserName(String userName){
    this.userName = userName;
  }

  public String getUserName(){
    return this.userName;
  }

  public String getPassword(){
    return this.password;
  }
}

注意： 必须使用volatile关键字修饰需要进行原子更新的字段。

接下来，我们可以使用AtomicReferenceFieldUpdater来原子性地更新userName字段。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicReferenceFieldUpdater;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test {

  public static void main(String[] args){
    //create updater
    final AtomicReferenceFieldUpdater<UserPojo, String> updater = AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater(UserPojo.class, String.class, "userName");
    //UserPojo instance
    UserPojo user = new UserPojo();
    String userName = "vickllny";
    user.setUserName(userName);
    //10 threads
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        final int count = i;
        new Thread(() -> {
            //cas update
            updater.compareAndSet(user, userName, userName + count);
        }).start();
    }

    //Wait for the thread to finish executing
    try {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }

    System.out.println("Final userName: " + user.getUserName());
  }
}

在这个例子中，我们首先通过AtomicReferenceFieldUpdater.newUpdater()方法创建了一个AtomicReferenceFieldUpdater实例，并指定了要更新的字段为userName。然后，我们创建了10个线程，每个线程都尝试使用compareAndSet()方法来原子性地更新userName字段。compareAndSet()方法会比较当前字段的值是否与期望值相等，如果相等则更新为新的值，否则不更新。

注意事项

• volatile关键字： 使用原子字段更新器时，必须使用volatile关键字修饰需要进行原子更新的字段。volatile关键字可以保证变量的可见性，即当一个线程修改了变量的值，其他线程可以立即看到修改后的值。
• 字段访问权限： 原子字段更新器只能访问和更新它有权访问的字段。通常，原子字段更新器需要在与目标字段相同的类中创建，或者目标字段必须是public volatile的。
• 性能考量： 虽然原子字段更新器可以保证线程安全，但它也可能带来一定的性能开销。在选择使用原子字段更新器时，需要权衡线程安全和性能之间的关系。
• 类型匹配： 创建AtomicReferenceFieldUpdater实例时，需要确保泛型类型与字段类型匹配，否则会抛出异常。例如，如果userName字段是String类型，则需要使用AtomicReferenceFieldUpdater<UserPojo, String>。

总结

通过使用AtomicReferenceFieldUpdater、AtomicIntegerFieldUpdater和AtomicLongFieldUpdater等原子字段更新器，我们可以方便地创建线程安全的POJO。这些更新器利用了底层的CAS操作，保证了多线程环境下的原子性。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的线程安全机制，并权衡线程安全和性能之间的关系。

以上就是创建线程安全的原子性POJO：Java并发编程实践的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！