Atomic概念

        计算机中的Atomic是指不能分割成若干部分的意思。如果一段代码被认为是Atomic，则表示这段代码在执行过程中，是不能被中断的。通常来说，原子指令由硬件提供，供软件来实现原子方法（某个线程进入该方法后，就不会被中断，直到其执行完成）

         在x86 平台上，CPU提供了在指令执行期间对总线加锁的手段。CPU芯片上有一条引线#HLOCK pin，如果汇编语言的程序中在一条指令前面加上前缀"LOCK"，经过汇编以后的机器代码就使CPU在执行这条指令的时候把#HLOCK pin的电位拉低，持续到这条指令结束时放开，从而把总线锁住，这样同一总线上别的CPU就暂时不能通过总线访问内存了，保证了这条指令在多处理器环境中的原子性

JDk中的java.util.concurrent.atomic

            基本的特性就是在多线程环境下，当有多个线程同时执行这些类的实例包含的方法时，具有排他性，即当某个线程进入方法，执行其中的指令时，不会被其他线程打断，而别的线程就像自旋锁一样，一直等到该方法执行完成，才由JVM从等待队列中选择一个另一个线程进入，这只是一种逻辑上的理解。实际上是借助硬件的相关指令来实现的，不会阻塞线程(或者说只是在硬件级别上阻塞了)。

        其中的类可以分成4组

• AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference

• AtomicIntegerArray，AtomicLongArray

• AtomicLongFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater

• AtomicMarkableReference，AtomicStampedReference，AtomicReferenceArray

Atomic类的作用

• 使得让对单一数据的操作，实现了原子化

• 使用Atomic类构建复杂的，无需阻塞的代码

  访问对2个或2个以上的atomic变量（或者对单个atomic变量进行2次或2次以上的操作）通常认为是需要同步的，以达到让这些操作能被作为一个原子单元。

2.1 AtomicBoolean , AtomicInteger, AtomicLong, AtomicReference

这四种基本类型用来处理布尔，整数，长整数，对象四种数据。

• 构造函数（两个构造函数）

• 默认的构造函数：初始化的数据分别是false，0，0，null

• 带参构造函数：参数为初始化的数据

• set( )和get( )方法：可以原子地设定和获取atomic的数据。类似于volatile，保证数据会在主存中设置或读取

• getAndSet( )方法

• 原子的将变量设定为新数据，同时返回先前的旧数据

• 其本质是get( )操作，然后做set( )操作。尽管这2个操作都是atomic，但是他们合并在一起的时候，就不是atomic。在Java的源程序的级别上，如果不依赖synchronized的机制来完成这个工作，是不可能的。只有依靠native方法才可以。

• compareAndSet( ) 和weakCompareAndSet( )方法

• 这两个方法都是conditional modifier方法。这2个方法接受2个参数，一个是期望数据(expected)，一个是新数据(new)；如果atomic里面的数据和期望数据一致，则将新数据设定给atomic的数据，返回true，表明成功；否则就不设定，并返回false。

• 对于AtomicInteger、AtomicLong还提供了一些特别的方法。getAndIncrement( )、incrementAndGet( )、getAndDecrement( )、decrementAndGet ( )、addAndGet( )、getAndAdd( )以实现一些加法，减法原子操作。(注意 --i、++i不是原子操作，其中包含有3个操作步骤：第一步，读取i；第二步，加1或减1；第三步：写回内存)

• 代码示例

• import java.util.concurrent.ExecutorService;
  import java.util.concurrent.Executors;
  import java.util.concurrent.TimeUnit;
  import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;
  
  public class Test {
  	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  		
  		Test test = new Test();
  		test.testAtomicBoolean();
  	}
  	
  	private  AtomicBoolean wakeupPending = new AtomicBoolean(false);
  	private  AtomicBoolean initialized = new AtomicBoolean(false);
  	
  	public void testAtomicBoolean() throws InterruptedException{
  		// 实现只有一个线程在运行
  		ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool();
  		service.execute(new Worker("aa"));
  		service.execute(new Worker("bb"));
  		service.execute(new Worker("cc"));
  		TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
  	}
  	
  	private class Worker implements Runnable {
  		private String name;
  
  		public Worker(String name) {
  			this.name = name;
  			init();
  		}
  
  		public void init() {
  			if (initialized.compareAndSet(false, true)) {
  				System.out.println("实现只初始化一次的功能");
  			}
  		}
  
  		public void run() {
  			while (true) {
  				if (wakeupPending.compareAndSet(false, true)) {
  					System.out.println(name + " enter");
  					System.out.println(name + " working");
  					System.out.println(name + " leave");
  					try {
  						TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(1000);
  					} catch (InterruptedException e) {
  						e.printStackTrace();
  					}
  					wakeupPending.set(false);
  				} else {
  					// System.out.println(name + " give up");
  				}
  			}
  		}
  	}
  }