AtomicInteger操作Semphore的使用

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2023-10-07 11:24 47阅读 0赞

### 标题:AtomicInteger的操作 ###

学习了解到了AtomicInteger,就分享给大家了，自己的阅历有限，有需要改正的地方就请大佬前辈们指出来， 自己阅读了一些博主的AtomicInteger的操作 自己的认知如下:

高并发的情况下，count++无法保证原子性，往往会出现问题，所以引入AtomicInteger类。  
图1:没有AtomicIteger的时候count++运行线程;  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NxTDUyMGxU_size_16_color_FFFFFF_t_70]运行结果是：![在这里插入图片描述][20200320112842712.png] 图2:这是有AtomicIteger的时候操作运行线程  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NxTDUyMGxU_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]结果运行结果是:![在这里插入图片描述][20200320113240450.png]  
由上示图可以理解到:**Semaphore**和**AtomicInteger**  
**1、Semaphore是什么？**

Semaphore叫信号量，Semaphore有两个目的，第一个是多个共享资源互斥使用，第二个是并发线程数的控制；
    Semaphore也是一个线程同步的辅助类，可以维护当前访问自身的线程个数，并提供了同步机制。使用Semaphore可以控制同时访问资源的线程个数

acquire():从此信号量获取一个许可，在提供一个许可前一直将线程阻塞，否则线程被中断。  
release():释放一个许可，将其返回给信号量。  
线程需要通过acquire()方法获取许可，而release()释放许可。如果许可数达到最大活动数，那么调用acquire()之后，便进入等待队列，等待已获得许可的线程释放许可，从而使得多线程能够合理的运行。

**1、Semaphore的作用？**

1:加锁、
    2:异步返回、
    3:控制线程并发数这三个用途

这是一个博客的地址:[Semaphore的应用][Semaphore]  
**2、AtomicInteger是什么？**

AtomicInteger它不能当作Integer来使用
    AtomicInteger类是系统底层保护的int类型，通过提供执行方法的控制进行值的原子操作。
    从JAVA 1.5开始，AtomicInteger 属于java.util.concurrent.atomic 包下的一个类。
    AtomicInteger是一个提供原子操作的Integer类，通过线程安全的方式操作加减。
    AtomicInteger提供原子操作来进行Integer的使用，因此十分适合高并发情况下的使用。

***(1):AtomicInteger使用场景:***

作为多个线程同时使用的原子计数器。
       1:原子计数器:AtomicIntegerclass提供了一些以原子方式执行加法和减法操作的方法。
         addAndGet()- 以原子方式将给定值添加到当前值，并在添加后返回新值。
         getAndAdd() - 以原子方式将给定值添加到当前值并返回旧值。
         incrementAndGet()- 以原子方式将当前值递增1并在递增后返回新值。它相当于i ++操作。
         getAndIncrement() - 以原子方式递增当前值并返回旧值。它相当于++ i操作。
         decrementAndGet()- 原子地将当前值减1并在减量后返回新值。它等同于i-操作。
         getAndDecrement() - 以原子方式递减当前值并返回旧值。它相当于-i操作。

2: 在比较和交换操作中实现非阻塞算法
    比较和交换操作将内存位置的内容与给定值进行比较，并且只有它们相同时，才将该内存位置的内容修改为给定的新值。这是作为单个原子操作完成的。
    原子性保证了新值是根据最新信息计算出来的; 如果在此期间该值已被另一个线程更新，则写入将失败。

:AtomicInteger保证了线程的安全运行；而单纯的count++会导致高并发时统计有误;  
而AtomicInteger为什么能够达到多而不乱，处理高并发应付自如呢？

1；这是由硬件提供原子操作指令实现的。在非激烈竞争的情况下，开销更小，速度更快。Java.util.concurrent中实现的原子操作类包括：  
AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference。等  
　　另外其底层就是volatile和CAS 共同作用的结果：  
　　  
2;有的同学肯定就会问了 那count++怎么保证线程的安全运行呢？  
如果用count++安全运行线程;这里就需要加锁(**synchronized**)  
**没有AtomicIteger的时候count++运行线程**  
public ***synchronized*** static void add() \{  
count++; //若要线程安全执行执行count++，需要加锁  
\}  
我们要知道synchronized关键字可以保证可见性和有序性却无法保证原子性。而这个AtomicInteger的作用就是为了保证原子性；  
原子类一览图参考如下：这是一个博主[原子类图][Link 1]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NxTDUyMGxU_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

（1）.首先使用了volatile 保证了内存可见性。   
        用 volatile  修饰了的变量，
        不具备线程原子性
        具备线程可见性
        具备线程有序性
     （2）.使用了CAS（compare-and-swap）算法 保证了原子性。

这里是一个关于volatile的文章  
[面试官最爱的volatile][volatile]  
(AtomicInteger保护线程的安全 具有原子性，可见性)  
**原子性:**  
在Java中可以\*\*使用synchronized来保证原子性，\*\*被synchronized修饰的代码块及方法，在同一时间，只能被单个线程访问。  
通过对代码的反编译，我们可以知道synchronized采用ACC\_SYNCHRONIZED和monitorenter、monitorexit两个指令来实现同步方法和同步代码块。

**可见性:**  
Java中的**volatile关键字来保证可见性**，被其修饰的变量在被修改后会立即同步到主内存，被其修饰的变量在每次使用之前都从主内存刷新获得最新值。因此，可以使用volatile来保证多线程操作时变量的可见性。  
另外，synchronized和final也是可以通过不同的实现方式来实现可见性的。后面继续详解

Semaphore共享锁的使用  
信号量(Semaphore)，又被称为信号灯，在多线程环境下用于协调各个线程, 以保证它们能够正确、合理的使用公共资源。信号量维护了一个许可集合，我们在初始化Semaphore时需要为这个许可集合传入一个数量值，该数量值代表同一时间能访问共享资源的线程数量。线程可以通过acquire()方法获取到一个许可，然后对共享资源进行操作，注意如果许可集合已分配完了，那么线程将进入等待状态，直到其他线程释放许可才有机会再获取许可，线程释放一个许可通过release()方法完成

```javascript
     ‘总结:信号量底层AQS获取共享锁。信号量是一个共享锁，他允许一批数据进去。这是他的特性。
     信号量只能保证每次100，不保证100是否是并发问题,  共享锁就是允许多个线程同时获取一个锁，一个锁可以同时被多个线程拥有。然后进行count++ 就会有误,这时候 AtomicInteger就保证了他的原子性。
     ’

我是一个热爱编程的人，但是表述肯定差强人意 有问题可以咨询我哦  
自己的经验不足，希望能慢慢的进步给来大家带来更多的易懂文章，不对的地方欢迎大佬们指出  
祝大家遨游在学习的海洋里.工作顺利  
谢谢大家的阅读 我会加油哒！祝您拿得高薪资

我们共勉之

这里是一个博客的 ABC 的输出方法 ,可以多了解一下  
[多线程 循环输出ABC AtomicInteger和Semaphore方案][_ABC AtomicInteger_Semaphore]

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[Semaphore]: https://www.jianshu.com/p/de75da4173cf
[Link 1]: https://blog.csdn.net/fanrenxiang/article/details/80623884
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[volatile]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI4MDYwMDc3MQ==&mid=2247486266&idx=1&sn=7beaca0358914b3606cde78bfcdc8da3&chksm=ebb74296dcc0cb805a45ca9c0501b7c2c37e8f2586295210896d18e3a0c72b01bea765924ce5&mpshare=1&scene=24&srcid=&key=c8fbfa031bd0c4166acd110fd54b85e9b3568f80a3f4c2d80add2f4add0ced46d1d3a0cf139c0ca64877a98635727a7fc593b850f8082d1fcf77a5ebf067fc1476285146d13d691f80b64b930006a341&ascene=0&uin=MjYwNzAzMzYzNw==&devicetype=iMac%20MacBookAir6,2%20OSX%20OSX%2010.14.2%20build%2818C54%29&version=12020810&nettype=WIFI&lang=zh_CN&fontScale=100&pass_ticket=hbg9AwR77rok2jxxdwyHyTHBDzwwC7lR8aEfF6HfW4KgJwsj0ruOpw8iNsUK%2b5kK
[_ABC AtomicInteger_Semaphore]: https://blog.csdn.net/zy_281870667/article/details/87978291