Java中如何通过AtomicReference实现对象原子更新

AtomicReference提供对象引用的原子操作，通过CAS实现无锁线程安全更新，适用于状态标志、配置等共享对象的并发修改场景。

在Java中，AtomicReference 是 java.util.concurrent.atomic 包提供的一个工具类，用于实现对任意对象的原子性更新。它适用于需要线程安全地修改共享对象引用的场景，而无需使用 synchronized 关键字或显式锁。

AtomicReference 的基本用法

AtomicReference 可以包装任何类型的对象，并提供原子性的读取、写入和比较并交换（CAS）操作。

创建一个 AtomicReference 实例非常简单：

AtomicReference<String> ref = new AtomicReference<>("initial");

你可以通过 get() 获取当前值，set() 设置新值，这些操作都是原子的。

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使用 compareAndSet 实现条件更新

最常用的方法是 compareAndSet(expectedValue, newValue)，它会检查当前引用是否等于预期值，如果是，则更新为新值，整个过程是原子的。

例如，多个线程尝试更新状态对象时：

AtomicReference<Status> statusRef = new AtomicReference<>(new Status("READY"));

// 某个线程尝试更新状态
Status expected = statusRef.get();
Status update = new Status("RUNNING");
while (!statusRef.compareAndSet(expected, update)) {
    expected = statusRef.get(); // 重新读取最新值
}

这种“读取-计算-重试”的模式能保证更新的原子性，即使在高并发下也不会丢失状态变更。

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结合函数式更新：getAndUpdate / getAndSet / updateAndGet

JDK 8 起，AtomicReference 提供了更高级的操作方法：

• getAndUpdate(func)：将当前值传入函数计算新值，返回旧值
• updateAndGet(func)：先更新为函数计算的新值，返回新值
• getAndSet(newValue)：设置新值，返回旧值

例如，使用 updateAndGet 更新用户信息：

AtomicReference<User> userRef = new AtomicReference<>(new User("Alice", 25));

User updatedUser = userRef.updateAndGet(u -> {
    return new User(u.getName(), u.getAge() + 1); // 原子性地将年龄加1
});

注意：这里的函数应尽量无副作用，且避免长时间运行，以免影响并发性能。

适用场景与注意事项

AtomicReference 适合用于状态标志、配置对象、缓存引用等需要原子更新的共享对象。

但要注意：

• 只保证引用的原子性，不保证对象内部状态的线程安全
• 若对象本身可变，多线程仍可能看到中间状态，建议配合不可变对象使用
• CAS 在高竞争下可能因频繁重试影响性能，需根据场景评估

基本上就这些。用好 AtomicReference，可以在不加锁的情况下实现高效线程安全的对象更新。

以上就是Java中如何通过AtomicReference实现对象原子更新的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！