Atomic類在多線程中如何工作

Atomic 類是 Java 并發包 java.util.concurrent.atomic 中的一組類，它們提供了一種使用單個變量進行原子操作的方法。原子操作是指不可中斷的操作，即使在多線程環境下也能保證數據的一致性和完整性。

Atomic 類的工作原理主要依賴于底層的硬件支持，如 CPU 的 CAS（Compare-And-Swap）指令。CAS 是一種樂觀鎖策略，它嘗試更新一個值，只有在當前值與預期值相等時才會成功。如果更新失敗，說明有其他線程已經修改了這個值，那么當前線程會重試或者執行其他操作。

以下是一些常用的 Atomic 類：

1. AtomicInteger：用于原子操作的整數。
2. AtomicLong：用于原子操作的長整數。
3. AtomicBoolean：用于原子操作的布爾值。
4. AtomicReference：用于原子操作的引用類型。

這些類都提供了一些原子操作方法，如 getAndIncrement()、getAndDecrement()、compareAndSet() 等。

在多線程環境中，Atomic 類可以確保數據的一致性和完整性，因為它們的操作是原子的。這意味著在多個線程同時訪問和修改同一個 Atomic 變量時，不會出現數據競爭和不一致的情況。

下面是一個簡單的例子，展示了如何在多線程環境中使用 AtomicInteger：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class AtomicDemo {
    private static AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);

    public static void main(String[] args) {
        Runnable runnable = () -> {
            for (int i = 0; i < 1000; i++) {
                counter.getAndIncrement();
            }
        };

        Thread t1 = new Thread(runnable);
        Thread t2 = new Thread(runnable);

        t1.start();
        t2.start();

        try {
            t1.join();
            t2.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Counter: " + counter.get());
    }
}

在這個例子中，我們創建了兩個線程，它們都執行相同的任務：將 counter 變量遞增 1000 次。由于 counter 是一個 AtomicInteger 類型的變量，所以即使在多線程環境下，它的值也會正確地遞增到 2000。