Java从JDK 1.5开始提供了java.util.concurrent.atomic包（以下简称Atomic包），这个包中的原子操作类提供了一种用法简单、性能高效、线程安全地更新一个变量的方式。

因为变量的类型有很多种，所以在Atomic包里一共提供了13个类，属于4种类型的原子更新方式，分别是原子更新基本类型、原子更新数组、原子更新引用和原子更新属性（字段）。Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类。

原子更新基本类型类

使用原子的方式更新基本类型，Atomic包提供了以下3个类。

·AtomicBoolean：原子更新布尔类型。 ·AtomicInteger：原子更新整型。 ·AtomicLong：原子更新长整型。

以AtomicInteger为例讲解，常用方法如下：

·int addAndGet（int delta）：以原子方式将输入的数值与实例中的值（AtomicInteger里的value）相加，并返回结果。 ·boolean compareAndSet（int expect，int update）：如果输入的数值等于预期值，则以原子方式将该值设置为输入的值。 ·int getAndIncrement()：以原子方式将当前值加1，注意，这里返回的是自增前的值。 ·void lazySet（int newValue）：最终会设置成newValue，使用lazySet设置值后，可能导致其他线程在之后的一小段时间内还是可以读到旧的值。 ·int getAndSet（int newValue）：以原子方式设置为newValue的值，并返回旧值。

那么getAndIncrement是如何实现原子操作的呢？getAndIncrement的源码？

public final int getAndIncrement(){ for(;;){ int current = get(); int next = current + 1; if(compareAndSet(current,next)) return current; } } public final boolean compareAndSet(int expect,int update){ return unsafe.compareAndSwapInt(this,valueOffset,expect,update); }

源码中for循环体的第一步先取得AtomicInteger里存储的数值，第二步对AtomicInteger的当前数值进行加1操作，关键的第三步调用compareAndSet方法来进行原子更新操作，该方法先检查当前数值是否等于current，等于意味着AtomicInteger的值没有被其他线程修改过，则将AtomicInteger的当前数值更新成next的值，如果不等compareAndSet方法会返回false，程序会进入for循环重新进行compareAndSet操作。

Atomic包提供了3种基本类型的原子更新，但是Java的基本类型里还有char、float和double等。那么问题来了，如何原子的更新其他的基本类型呢？Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的，一起看一下Unsafe的源码:

/** *如果当前数值是expected，则原子的将Java变量更新成x *@return 如果更新成功则返回true */ public final native boolean compareAndSwapObject(Object o,long offset,Object expected,Object x); public final native boolean compareAndSwapInt(Object o,long offset,int expected,int x); public final native boolean compareAndSwapLong(Object o,long offset,long expected,long x);

我们发现Unsafe只提供了3种CAS方法：compareAndSwapObject、compare- AndSwapInt和compareAndSwapLong，再看AtomicBoolean源码，发现它是先把Boolean转换成整型，再使用compareAndSwapInt进行CAS，所以原子更新char、float和double变量也可以用类似的思路来实现。

原子更新数组

通过原子的方式更新数组里的某个元素，Atomic包提供了以下4个类。

·AtomicIntegerArray：原子更新整型数组里的元素。 ·AtomicLongArray：原子更新长整型数组里的元素。 ·AtomicReferenceArray：原子更新引用类型数组里的元素。

以AtomicIntegerArray为例，主要是提供原子的方式更新数组里的整型，其常用方法如下：

·int addAndGet（int i，int delta）：以原子方式将输入值与数组中索引i的元素相加。 ·boolean compareAndSet（int i，int expect，int update）：如果当前值等于预期值，则以原子方式将数组位置i的元素设置成update值。

public class AtomicInterArrayTest{ static int[] value = new int[] {1,2}; static AtomicIntegerArray ai = new AtomicIntegerArray(value); public static void main(String[] args){ ai.getAndSet(0,3); System.out.println(ai.get(0)); System.out.println(value[0]); } }

输出结果：3 1

需要注意的是，数组value通过构造方法传递进去，然后AtomicIntegerArray会将当前数组复制一份，所以当AtomicIntegerArray对内部的数组元素进行修改时，不会影响传入的数组。

原子更新引用类型

原子更新基本类型的AtomicInteger，只能更新一个变量，如果要原子更新多个变量，就需要使用这个原子更新引用类型提供的类。Atomic包提供了以下3个类。

·AtomicReference：原子更新引用类型。 ·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。可以原子更新一个布尔类型的标记位和引用类型。构造方法是AtomicMarkableReference（V initialRef，boolean initialMark）。

原子更新字段类

如果需原子地更新某个类里的某个字段时，就需要使用原子更新字段类，Atomic包提供了以下3个类进行原子字段更新。

·AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整型的字段的更新器。 ·AtomicLongFieldUpdater：原子更新长整型字段的更新器。 ·AtomicStampedReference：原子更新带有版本号的引用类型。该类将整数值与引用关联起来，可用于原子的更新数据和数据的版本号，可以解决使用CAS进行原子更新时可能出现的ABA问题。

要想原子地更新字段类需要两步。 第一步，因为原子更新字段类都是抽象类，每次使用的时候必须使用静态方法newUpdater()创建一个更新器，并且需要设置想要更新的类和属性。 第二步，更新类的字段（属性）必须使用public volatile修饰符。