在Java中如何使用AtomicInteger实现原子操作_原子变量操作实践指南-java教程-PHP中文网

在Java中如何使用AtomicInteger实现原子操作_原子变量操作实践指南

P粉602998670

发布： 2025-11-02 12:37:02

原创

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AtomicInteger是Java中通过CAS实现原子操作的线程安全类，用于高效处理多线程下的整型变量更新，常用于计数器、状态标志等场景。

在java中如何使用atomicinteger实现原子操作_原子变量操作实践指南

在多线程编程中，保证变量操作的原子性是避免数据竞争和不一致状态的关键。Java 提供了 AtomicInteger 类来实现对整数类型的原子操作，无需使用 synchronized 关键字即可安全地在多线程环境下进行增减、赋值等操作。

AtomicInteger 是什么？

AtomicInteger 是 java.util.concurrent.atomic 包下的一个类，它提供了一种线程安全的方式来更新整型变量。其内部通过 CAS（Compare-And-Swap）机制实现原子性，避免了传统锁带来的性能开销。

常见用途包括：计数器、序列号生成、状态标志位等需要频繁读写共享变量的场景。

常用方法与原子操作实践

以下是 AtomicInteger 的核心方法及其使用方式：

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int get()：获取当前值。
void set(int newValue)：设置新值，线程安全。
int getAndIncrement()：先获取当前值，再自增 1。
int incrementAndGet()：先自增 1，再返回新值。
int getAndAdd(int delta)：先获取值，再增加指定数值。
boolean compareAndSet(int expect, int update)：如果当前值等于 expect，则更新为 update，成功返回 true。

示例代码演示多个线程对同一个计数器进行递增操作：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class Counter {
    private static final AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            executor.submit(() -> {
                count.incrementAndGet(); // 原子自增
            });
        }

        executor.shutdown();
        while (!executor.isTerminated()) {}

        System.out.println("最终计数值: " + count.get()); // 输出 1000
    }
}

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compareAndSet 实现细粒度控制

利用 compareAndSet 可以实现更复杂的原子逻辑，比如仅当满足特定条件时才更新值。

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例如：实现一个只允许从 0 更新到 1 的状态标志：

AtomicInteger status = new AtomicInteger(0);

// 多个线程尝试更新状态
if (status.compareAndSet(0, 1)) {
    System.out.println("状态已成功初始化");
} else {
    System.out.println("状态已被其他线程初始化");
}

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这种模式适用于资源初始化、开关控制等场景，确保操作只执行一次。