突击并发编程JUC系列-原子更新字段类AtomicStampedReference

突击并发编程JUC系列演示代码地址：https://Github.com/mtcarpenter/JavaTutorial

他来了，他来了，他带着 ABA 问题走来了，小伙伴们，大家好，我们又见面了，突击并发编程 JUC 系列实战原子更新数组类马上就要发车了。

字段类型

如果需要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。

小试牛刀

AtomicIntegerFieldUpdater案例演示

原子地更新整形字段类，还是那个懵懂少年，在修改自己的票数。教师类如下：

public class Teacher {
    /**
     * 教师名称
     */
    public volatile String name;

    /**
     * 学生投票数
     */
    public volatile int ticketNum;

    public Teacher(String name, int ticketNum) {
        this.name = name;
        this.ticketNum = ticketNum;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getTicketNum() {
        return ticketNum;
    }
}



public class AtomicExample8 {

    private static AtomicIntegerFieldUpdater<Teacher> integerFieldUpdater = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(Teacher.class, "ticketNum");

    public static void main(String[] args) {
        // 设置懵懂少年 180票
        Teacher teacher = new Teacher("懵懂少年", 180);
  // 180
        System.out.println("getAndIncrement = " + integerFieldUpdater.getAndIncrement(teacher));
       
        System.out.println("get=" + integerFieldUpdater.get(teacher));
    }
}
//getAndIncrement = 180
//get=181

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。

AtomicIntegerFieldUpdater 和 AtomicIntegerFieldUpdater 方法基本类似，方法getAndIncrement()、getAndDecrement()、getAndAdd()等方法，跟前面的 Atomiclong实现也基本类同。

AtomicStampedReference 案例演示

CAS 前面我们都知道，比较交换，要更新的变量和预期值相等，则修改为预期预期值，否则修改失败。所以 CAS 就产生了经典的 ABA 问题，什么是ABA 问题呢？比如一个值原来是A，变成了B，后来又变成了A，那么CAS检查时会发现它的值没有发生变化，但是实际上却是发生了变化的。

加深印象

大学选课小伙伴应该深有体会，一到选课系统卡，崩溃重启还在卡，多人选课多人卡，除了支付都会卡。现在有一门网红网课，课程人数限制为 100 人，这门课程相当火爆，选课系统开启后，半分钟这门课程就达到了 99 人，还剩余1 个名额。学生 1 和 学生 2同时进入系统，并点击了该课程选择课程按钮，每一个名额都有一个相应的版本号进行控制，学生 2 在弹框出现的时候校园网突然断了，学生 1 就轻松选到了课程，但是学生1 发现心仪的女生没有选到此课程，就退掉了此课程，学生 2 网络好了，界面也出现虽然还剩下一个名额，但是已被学生 1 操作过，学生 2 拿出上次的版本号，已经无法选择课程。

public class AtomicExample9 {

    private static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = new AtomicStampedReference<>(99, 1);


    public static void main(String[] args) {
        Thread student1 = new Thread(() -> {
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---首次 stamp： " + stamp);

            atomicStampedReference.compareAndSet(99, 100,
                    atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---第二次 stamp： " + atomicStampedReference.getStamp());
            atomicStampedReference.compareAndSet(100, 99,
                    atomicStampedReference.getStamp(), atomicStampedReference.getStamp() + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---第三次 stamp： " + atomicStampedReference.getStamp());
        }, "student1");

        Thread student2 = new Thread(() -> {
            int stamp = atomicStampedReference.getStamp();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---第一次 stamp： " + stamp);
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---你的校园网正在尝试重新连接......");
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            boolean result = atomicStampedReference.compareAndSet(99, 100,
                    stamp, stamp + 1);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---修改成功与否：" + result + "  当前 stamp：" + atomicStampedReference.getStamp());
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---当前课程已选人数：" + atomicStampedReference.getReference());
        }, "student2");

        student1.start();
        student2.start();
    }


}

student1---首次 stamp： 1
student1---第二次 stamp： 2
student1---第三次 stamp： 3
student2---第一次 stamp： 3
student2---你的校园网正在尝试重新连接......
student2---修改成功与否：true  当前 stamp：4
student2---当前课程已选人数：100

总结

本章简单了介绍了 AtomicIntegerFieldUpdater 原子的更新某一个字段，AtomicStampedReference 可以用于解决JUC中的 ABA问题，对比前一个章节 AtomicStampedReference 只有 true 和false两种选择。在并发中如果两个版本号不断地切换，仍然不能很好地解决 ABA 问题，只是从某种程度降低了ABA事件发生。而使用 AtomicStampedReference 就可以避免这样的问题。

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