java中的原子操作类AtomicInteger及其实现原理

        /**
         * 一，AtomicInteger 是如何实现原子操作的呢？
         *
         * 我们先来看一下getAndIncrement的源代码：
         *    public final int getAndIncrement() {
         *        for (;;) {
         *              int current = get();  // 取得AtomicInteger里存储的数值
         *            int next = current + 1;  // 加1
         *            if (compareAndSet(current, next))   // 调用compareAndSet执行原子更新操作
         *                return current;
         *        }
         *    }

　　　　  * 这段代码写的很巧妙：
         * 1，compareAndSet方法首先判断当前值是否等于current；

         * 2，如果当前值 = current ，说明AtomicInteger的值没有被其他线程修改；

         * 3，如果当前值 != current，说明AtomicInteger的值被其他线程修改了，这时会再次进入循环重新比较；
         *    
         * 注意这里的compareAndSet方法，源代码如下：

         * public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {

         *     return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);

         * }

         * 

         * 调用Unsafe来实现

         * private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();

         * 

         * 二，java提供的原子操作可以原子更新的基本类型有以下三个：

         * 

         * 1，AtomicBoolean

         * 2，AtomicInteger

         * 3，AtomicLong

         * 

         * 三，java提供的原子操作，还可以原子更新以下类型的值：

         * 

         * 1，原子更新数组，Atomic包提供了以下几个类：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray

         * 2，原子更新引用类型，也就是更新实体类的值，比如AtomicReference<User>

         * AtomicReference:原子更新引用类型的值

         * AtomicReferenceFieldUpdater:原子更新引用类型里的字段

         * AtomicMarkableReference:原子更新带有标记位的引用类型

         * 3，原子更新字段值

         * AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形的字段的更新器

         * AtomicLongFieldUpdater:原子更新长整形的字段的更新器

         * AtomicStampedReference:原子更新带有版本号的引用类型的更新器

*/

示例代码如下：

    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    import sun.misc.Unsafe;  

    public class TestAtomic {  

        /**
         * @param java中的原子操作类AtomicInteger
         * @author yangcq
         *
         * 关于AtomicInteger的说明（来自官方文档注解）
         * /**
         * An {@code int} value that may be updated atomically.  See the
         * {@link java.util.concurrent.atomic} package specification for
         * description of the properties of atomic variables. An
         * {@code AtomicInteger} is used in applications such as atomically
         * incremented counters, and cannot be used as a replacement for an
         * {@link java.lang.Integer}. However, this class does extend
         * {@code Number} to allow uniform access by tools and utilities that
         * deal with numerically-based classes.
         *
         * @since 1.5
         * @author Doug Lea
         */
        public static void main(String[] args) {
            // 初始值为1
            AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(1);
            System.out.println("--初始值atomicInteger = " + atomicInteger);  

            // 以原子方式将当前值加1，注意这里返回的是自增前的值
            System.out.println("atomicInteger.getAndIncrement() = " + atomicInteger.getAndIncrement());
            System.out.println("--自增后的 atomicInteger = " + atomicInteger);  

            // 以原子方式将当前值减1，注意这里返回的是自减前的值
            System.out.println("atomicInteger.getAndIncrement() = " + atomicInteger.decrementAndGet());
            System.out.println("--自减后的 atomicInteger = " + atomicInteger);  

            // 以原子方式将当前值与括号中的值相加，并返回结果
            System.out.println("atomicInteger.getAndIncrement() = " + atomicInteger.addAndGet(10));
            System.out.println("--自减后的 atomicInteger = " + atomicInteger);  

            // 如果输入的值等于预期的值，则以原子方式将该值设置成括号中的值
            System.out.println("atomicInteger.getAndIncrement() = " + atomicInteger.compareAndSet(1, 2));
            System.out.println("--自减后的 atomicInteger = " + atomicInteger);
            System.out.println("atomicInteger.getAndIncrement() = " + atomicInteger.compareAndSet(11, 9999));
            System.out.println("--自减后的 atomicInteger = " + atomicInteger);  

            /**
             * 一，AtomicInteger 是如何实现原子操作的呢？
             *
             * 我们先来看一下getAndIncrement的源代码：
             *    public final int getAndIncrement() {
             *        for (;;) {
             *            int current = get();  // 取得AtomicInteger里存储的数值
             *            int next = current + 1;  // 加1
             *            if (compareAndSet(current, next))   // 调用compareAndSet执行原子更新操作
             *                return current;
             *        }
             *    }
             *
             * 这段代码写的很巧妙：
             * 1，compareAndSet方法首先判断当前值是否等于current；
             * 2，如果当前值 = current ，说明AtomicInteger的值没有被其他线程修改；
             * 3，如果当前值 != current，说明AtomicInteger的值被其他线程修改了，这时会再次进入循环重新比较；
             *
             * 注意这里的compareAndSet方法，源代码如下：
             * public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
             *     return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
             * }
             *
             * 调用Unsafe来实现
             * private static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();
             *
             * 二，java提供的原子操作可以原子更新的基本类型有以下三个：
             *
             * 1，AtomicBoolean
             * 2，AtomicInteger
             * 3，AtomicLong
             *
             * 三，java提供的原子操作，还可以原子更新以下类型的值：
             *
             * 1，原子更新数组，Atomic包提供了以下几个类：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray、AtomicReferenceArray
             * 2，原子更新引用类型，也就是更新实体类的值，比如AtomicReference<User>
             * AtomicReference:原子更新引用类型的值
             * AtomicReferenceFieldUpdater:原子更新引用类型里的字段
             * AtomicMarkableReference:原子更新带有标记位的引用类型
             * 3，原子更新字段值
             * AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形的字段的更新器
             * AtomicLongFieldUpdater:原子更新长整形的字段的更新器
             * AtomicStampedReference:原子更新带有版本号的引用类型的更新器
             *
             *
             */
        }  

    }  

四，AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形的字段的更新器

    import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerFieldUpdater;  

    public class TestAtomicIntegerFieldUpdater {  

        /**
         * @param AtomicIntegerFieldUpdater:原子更新整形的字段的更新器
         * @author yangcq
         */  

        // 创建原子更新器，并设置需要更新的对象类和对象的属性
        private static AtomicIntegerFieldUpdater<User> atomicIntegerFieldUpdater
            = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "age");  

        public static void main(String[] args) {  

            // 设置age的初始值为1000
            User user = new User();
            user.setUserName("yangcq");
            user.setAge(1000);  

            // 原子更新引用数据类型的字段值
            System.out.println(atomicIntegerFieldUpdater.getAndIncrement(user));
            // 更新以后的值
            System.out.println(atomicIntegerFieldUpdater.get(user));
        }  

        //实体类User
        public static class User{
            private String userName;
            public volatile int age;  

            // setter、getter方法
            public String getUserName() {
                return userName;
            }
            public void setUserName(String userName) {
                this.userName = userName;
            }
            public int getAge() {
                return age;
            }
            public void setAge(int age) {
                this.age = age;
            }
        }  

    }  

五，java原子操作类在实际项目中的应用（java原子操作类的应用场景）

java原子操作类 AtomicInteger 在实际项目中的应用。HttpClientFacotryBean工厂会工作在多线程环境中，生成Httpclient，

就相当于建立HttpClient连接，通过工厂模式控制HttpClient连接，能够更好的管理HttpClient的生命周期。而我们使用java原子

操作类AtomicInteger来控制计数器，就是为了保证，在多线程的环境下，建立HttpClient连接不会出错，不会出现2个线程竞争一个

HttpClient连接的情况。

    bean配置如下：
        <bean id="Httpclient" name="httpclient" class="com.yangcq.initBean.HttpClientFacotryBean">
            <property name="connectionManager" ref="connectionManagers" ></property>
            <property name="map">
                <map>
                    <entry key="http.socket.timeout" value="30000" />
                    <entry key="http.connection.timeout" value="30000" />
                    <entry key="http.conn-manager.timeout"  value="6000" />
                </map>
            </property>
        </bean>  

    java实现类：
    import java.io.IOException;
    import java.util.Map;
    import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
    import org.apache.http.HttpException;
    import org.apache.http.HttpRequest;
    import org.apache.http.HttpRequestInterceptor;
    import org.apache.http.client.HttpClient;
    import org.apache.http.conn.ClientConnectionManager;
    import org.apache.http.conn.params.ConnManagerPNames;
    import org.apache.http.conn.params.ConnManagerParamBean;
    import org.apache.http.impl.client.DefaultHttpClient;
    import org.apache.http.params.BasicHttpParams;
    import org.apache.http.params.CoreConnectionPNames;
    import org.apache.http.params.HttpConnectionParamBean;
    import org.apache.http.params.HttpParams;
    import org.apache.http.protocol.HttpContext;
    import org.apache.log4j.Logger;
    import org.springframework.beans.factory.BeanInitializationException;
    import org.springframework.beans.factory.DisposableBean;
    import org.springframework.beans.factory.FactoryBean;
    import org.springframework.beans.factory.InitializingBean;
    /**
     * 在容器启动时注入connectionManager，然后初始化httpClient
     * 主要参数：
     * CONNECTION_TIMEOUT : 连接主机超时时间设置
     * SO_TIMEOUT :         读取主机数据超时时间设置
     * TIMEOUT :            获取连接超时时间
     */
    public class HttpClientFacotryBean implements FactoryBean,InitializingBean,DisposableBean {
        private static final Logger logger = Logger.getLogger(HttpClientFacotryBean.class);
        private DefaultHttpClient httpClient;
        private ClientConnectionManager clientConnectionManager = null;
        private Map map = null;
        //设置httpClient超时参数
        public void afterPropertiesSet() throws Exception {
            if (null == clientConnectionManager) {
                throw new BeanInitializationException("The connection manager must be set in " + this.getClass().getName() + "...");
            }
            HttpParams httpParams = new BasicHttpParams();
            if (null != map) {
                HttpConnectionParamBean httpConnectionParamBean = new HttpConnectionParamBean(httpParams);
                String connectionTimeout = (String) map.get(CoreConnectionPNames.CONNECTION_TIMEOUT);
                if (null != connectionTimeout)
                    httpConnectionParamBean.setConnectionTimeout(Integer.parseInt(connectionTimeout));
                String soTimeout = (String) map.get(CoreConnectionPNames.SO_TIMEOUT);
                if (null != connectionTimeout)
                    httpConnectionParamBean.setSoTimeout(Integer.parseInt(soTimeout));
                ConnManagerParamBean connManagerParamBean = new ConnManagerParamBean(httpParams);
                String timeout = (String) map.get(ConnManagerPNames.TIMEOUT);
                if (null != timeout)
                    connManagerParamBean.setTimeout(Long.parseLong(timeout));
            }
            this.httpClient = new DefaultHttpClient(clientConnectionManager, httpParams);
            this.httpClient.addRequestInterceptor(new HttpRequestInterceptor() {
                public void process(final HttpRequest request,final HttpContext context) throws HttpException,IOException {
                    AtomicInteger count = (AtomicInteger) context.getAttribute("count"); // 从HttpContext中获取计数器count
                    if (null == count) {
                        count = new AtomicInteger(1); // 如果计数器为空，则初始化值为1
                        context.setAttribute("count", count); // 放到context中
                    }
                    request.addHeader("Count", Integer.toString(count.getAndIncrement())); // 把计数器放到request请求中
                    if (logger.isDebugEnabled()) {
                        logger.debug("\n=====这是第 " + count + " 次连接=====\n");
                    }
                }
            });
        }
        public void destroy() throws Exception {
            if (null != params)
                map.clear();
            if (null != clientConnectionManager)
                clientConnectionManager.closeExpiredConnections();
        }
        public ClientConnectionManager getConnectionManager() {
            return clientConnectionManager;
        }
        public Map getParams() {
            return map;
        }
        public void setConnectionManager(ClientConnectionManager clientConnectionManager) {
            this.clientConnectionManager = clientConnectionManager;
        }
        public void setParams(Map map) {
            this.map = map;
        }
        public Object getObject() throws Exception {
            return this.httpClient;
        }
        public Class getObjectType() {
            return HttpClient.class;
        }
        public boolean isSingleton() {
            return false;
        }
    }