AtomicInteger в параллельном программировании

AtomicInteger — это класс Java, который обеспечивает одновременный доступ к базовому целочисленному значению. Понимание практического применения AtomicInteger имеет решающее значение для оптимизации параллелизма в многопоточных средах.

Типичные случаи использования

AtomicInteger служит двум основным целям:

• Атомный счетчик: Его можно использовать как общий счетчик, который можно увеличивать или уменьшать одновременно несколькими потоками. Это полезно в сценариях, где требуется точный подсчет событий, например отслеживание количества обработанных запросов.
• Примитив сравнения и замены: AtomicInteger поддерживает операции сравнения и замены. (compareAndSet()), которые позволяют реализовать неблокирующий алгоритм. В неблокирующих алгоритмах доступ к данным осуществляется без установки блокировок, что снижает вероятность возникновения взаимоблокировок и увеличивает параллелизм.

Пример сравнения и обмена

В книге Брайана Гетца «Java Concurrency на практике» приведен пример использования AtomicInteger для неблокирующей генерации случайных чисел:

public class AtomicPseudoRandom extends PseudoRandom {
    private AtomicInteger seed;
    ...

    public int nextInt(int n) {
        while (true) {
            int s = seed.get();
            int nextSeed = calculateNext(s);
            if (seed.compareAndSet(s, nextSeed)) {
                ...
            }
        }
    }
}

В этом примере начальное значение обновляется атомарно с помощью сравнения и замены. Вычисление для получения следующего начального числа выполняется без блокировки, гарантируя, что несколько потоков могут одновременно генерировать случайные числа.