Java中AtomicInteger原子类使用技巧

在Java并发编程中，AtomicInteger 是一个非常实用的原子类，用于解决多线程环境下整数操作的线程安全问题。相比使用 synchronized 关键字，AtomicInteger 利用底层的 CAS（Compare-And-Swap）机制实现无锁并发，性能更高，使用也更灵活。

1. 原子类的核心优势：无锁高效并发

AtomicInteger 的核心是基于 volatile 和 Unsafe 类提供的 CAS 操作。它保证了对整数变量的读-改-写操作是原子的，比如自增、自减、加指定值等。

常见应用场景包括计数器、状态标志、序列号生成等需要高并发读写的场景。

• CAS 避免了线程阻塞，提升吞吐量
• 比 synchronized 更轻量，适合细粒度同步
• 适用于竞争不极端激烈的场景（高竞争下可能引发自旋开销）

2. 常用方法与使用技巧

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原子性地将当前值加1并返回新值，等价于 ++i。

适合做计数器递增：

AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);
int newValue = counter.incrementAndGet(); // 线程安全的 ++i

先返回当前值，再加1，等价于 i++。注意返回的是旧值。

如果需要判断原始值，应使用此方法：

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int oldValue = counter.getAndIncrement();

这是实现乐观锁的基础。只有当前值等于预期值时才更新为新值，返回是否成功。

可用于实现重试机制或状态切换：

while (!counter.compareAndSet(expected, expected + 1)) {
    expected = counter.get(); // 重新读取最新值
}

原子性地增加指定增量，支持负数（相当于减）。

counter.addAndGet(5);  // 加5
counter.addAndGet(-3); // 减3

3. 注意事项与最佳实践

虽然 AtomicInteger 使用简单，但仍有几个关键点需要注意。

• 只保证单个操作的原子性，多个操作组合仍需额外同步

例如：先判断再更新的操作（if-then-put）不是原子的，必须用循环 + compareAndSet 实现。

• 避免过度使用，低并发场景下普通 int + synchronized 可能更清晰
• 不要依赖 get() 方法的“实时性”，其值可能在调用瞬间已过期
• 在高竞争场景中，CAS 失败率上升，可能导致 CPU 自旋消耗，可考虑使用 LongAdder 替代

4. 实际应用示例：限流计数器

利用 AtomicInteger 实现简单的接口调用限流：

AtomicInteger requestCount = new AtomicInteger(0);
int MAX_REQUESTS = 100;

public boolean tryExecute() {
    int current;
    do {
        current = requestCount.get();
        if (current >= MAX_REQUESTS) {
            return false; // 超过限制
        }
    } while (!requestCount.compareAndSet(current, current + 1));
    return true;
}

这个例子展示了如何用 CAS 实现无锁的条件更新，避免竞态条件。

基本上就这些。AtomicInteger 是并发工具箱中的基础但强大的组件，理解其原理和正确使用方式，能有效提升多线程程序的性能与稳定性。

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