本文主要是介绍AtomicInteger和volatile，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
AtomicInteger中的方法线程安全，它拥有一个volatile修饰的int类型的value值，我们通过AtoicInteger对象对value进行操作是线程安全的，以getAndIncrement()方法为例说明它是如何实现的，我们先看下源码
public final int getAndIncrement() {return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1);}public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {int var5;do {var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);} while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));return var5;}可以看到它使用了unsafe对象的getAndAddInt方法，我们知道java项目是运行在jvm上的，无法直接访问操作系统底层，unsafe对象提供了很多native方法，可以对内存进行直接操作，unsafe对象不能直接获取，在项目中如果相使用的话只能通过反射获取。我们点进去unsafe的getAndAddInt方法看一下。var2就是我们刚才传进来的valueOffset 代表了value值在内存中的地址偏移量，var4是1，var1就是AtomicInteger对象，unsafe中的方法具有原子性，它的执行不会被打断，它会先获取var1对象对应的value在内存中的值var5，然后使用cas方法将value值进行+1，并放入valueoffset对应的内存地址中，这个过程中可能有多个线程使用同一个原value值对其进行cas操作，但是只会有一个线程成功，而失败线程并不会陷入阻塞状态可以进行重试，可以看到它使用了do while，如果cas执行失败就重复执行这一过程，直到成功。
unsafe的compareAndSwapInt具有原子性且，变量由volatile修饰具有可见性，因此实现了线程安全(通过unsafe类内的方法，利用底层硬件提供的原子性指令保证操作的原子性，用的最多的就是cas操作)
由volatile关键字修饰的变量拥有的可见性和部分顺序性
1.可见性
当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值除了存储进自己工作内存中，还会立即被更新到主存，并将其他线程中该变量的引用置为无效，当有其他线程需要使用该变量时，它会先检查该变量是否还有效，如果无效则去内存中读取新值。即一个线程修改了某个volatile变量的值，这新值对其他线程来说是立即可见的
//线程1
boolean stop = false;
while(!stop){doSomething();
}//线程2
stop = true;如上面的代码，线程1先执行，线程2修改stop为true后，线程1可执行其他操作，一般线程将变量存储进内部缓存后会将其再存入主存，但如果发生了某些特殊情况。线程2将stop变为true放入了内部缓存后并没有立即将其存入主存，此时线程2又恰好挂掉了，那么线程1就陷入了无限等待之中。而如果stop被volatile修饰的话，当线程2修改了stop值后，就会立即把它刷入主存之中，线程1使用stop时会感知到它不可用，就会再从主存中获取它，而不会出现刚才说的情况
2.禁止指令重排序
一条代码语句会被转化为字节码指令执行时，但由于编译器和处理器的存在，会在不改变执行结果的情况下对指令的执行执行顺序进行重排，优化程序的运行效率，但在多线程情况下有可能出现错误。
(1)volatile关键字能够保证，当执行到它修饰的变量读写操作时(假设 volatile修饰变量a，执行 a=1)，a=1前面的操作肯定已经完成，且可以对a=1其后的操作可见
(2)并且a=1之前的操作不能在它之后执行，a=1之后的操作也不能在它之前执行
说的有点绕，看个例子
x = 2; //语句1
y = 0; //语句2
volatile flag = true; //语句3
x = 4; //语句4
y = -1; //语句5在Java内存模型中，允许编译器和处理器对指令进行重排序，但是重排序过程不会影响到单线程程序的执行，却会影响到多线程并发执行的正确性。因为flag由volatile修饰，所以，1、2语句顺序可以交换但它肯定在3之前执行完毕，并且对4、5可见，4、5的执行顺序可以交换，但是必须在3之后执行。
并且重排序时有关联的语句相对顺序是不会变的，也就是说假如flag没有被volatile修饰，1肯定出现在4前面。2肯定在5前面，而3号语句可以在任意位置。这样才可以保证，单线程情况下，虽然重排序，但是最终结果不会发生改变。大家看到这里，可能觉得我刚才说的“指令重排序可能会导致多线程情况下出错”这句话说的不对，看下这个例子
//线程1
context = initialize()//初始化 语句1
isComplete = true //语句2//线程2
while(!isComplete){sleep(1s)
}
context.doSomthing()线程1执行语句1和2，它们可能发生重排序，在单线程情况下，并没有什么影响，但是在多线程情况下，如果语句2在1之前执行，虽然它变成了true但是实际的初始化并没有完成，线程2使用context执行操作时就会出错。假如使用volatile修饰isComplete后，会保证初始化操作在isComplete=true之前完成，这样就可以确保线程2不会出错。
实现原理：
当变量被volatile修饰后，进行编译后会多出一个lock指令，引入了内存屏障，有3方面作用：
(1)当该变量发生改变后，会将当前线程工作内存中的数据立刻回写到系统主内存；
(2)使在其他线程里缓存了该数据的内存地址无效
(3)它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面；即在执行到内存屏障这句指令时，在它前面的操作已经全部完成
volatile可以用在懒汉双检查单例模式之中
public class Singleton {private static volatile Singleton mySingleton = null;private Singleton(){}public static Singleton getSingleton() {if(mySingleton == null) {synchronized(Singleton.class) {if(mySingleton == null) {mySingleton = new Singleton();}}}return mySingleton;}
}这里为什么使用volatile修饰mySingleton呢，主要是使用了其禁止指令重排序的功能。其实 mySingleton = new Singleton()的过程可以分为三步
(1)在堆中开辟对象存储空间
(2)在该存储空间实例化对象、初始化
(3)mySingleton指向为Singleton分配的内存空间
因为1、3都与内存空间相关，所以它们的相对顺序是一定的，所以重排序后可能为1-2-3，或1-3-2，后面这种情况时，当3执行完毕后mySingleton就已经不指向null了，这时候如果又有其他线程来获取单例对象，那么就获取了该引用，但是Singleton对象还没有进行实例化，如果调用了其中的方法，很有可能的就报错了。现在在mySingleton上加了volatile，那么就可以保证在执行3时1和2肯定已经完成，那么就不会出错了。
下面给一下饿汉模式
public class Singleton {private static Singleton mySingleton = new Singleton();private Singleton(){}public static Singleton getMySingleton(){return mySingleton;}
}
//饿汉模式初始化就创建了对象， 每次调用都返回同一个对象。//饿汉模式是线程安全的。volatile与synchronized的区别
1.volatile不会导致线程阻塞，synchronized会导致线程阻塞
2.volatile修饰的变量操作具有可见性但是没有原子性，而synchronnized修饰的方法或代码块中的变量操作即有可见性，又具有原子性，同时又保障多线程访问的顺序性，synchronized的可见性是通过monitorEnter和monitorExit实现的，当 线程获取synchronized中monitor使用权的时候，会执行montorEnter方法，它会使线程重新从主存获取同步方法/代码块 中变量的值，当执行完毕执行montorExit释放锁时，又会将变量值刷入主存之中。synchronized原子性体现在执行synchronized修饰代码段的线程是不可终止的
3.volatile仅可以修饰变量，但是synchronized可以修饰对象、方法
4.volatile标记的变量不会被指令重排序，而synchronized修饰的变量会被编译器优化
这篇关于AtomicInteger和volatile的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
