Атомарные переменные в Java с примерами

При многопоточности совместно используемый объект чаще всего приводит к проблеме, когда включен параллелизм. Общая сущность, такая как изменяемый объект или переменная, может быть изменена, что может привести к несогласованности программы или базы данных. Таким образом, становится критически важным иметь дело с разделяемым объектом при одновременном доступе. Атомарная переменная может быть одной из альтернатив в таком сценарии.

Java предоставляет атомарные классы, такие как AtomicInteger, AtomicLong, AtomicBoolean и AtomicReference . Объекты этих классов представляют собой атомарную переменную типа int, long, boolean и ссылку на объект соответственно. Эти классы содержат следующие методы.

1. set (int value): устанавливает заданное значение
2. get (): получает текущее значение
3. lazySet (int value): в конце концов устанавливается на заданное значение
4. compareAndSet (int expect, int update): атомарно устанавливает значение для данного обновленного значения, если текущее значение == ожидаемое значение
5. addAndGet (int delta): атомарно добавляет заданное значение к текущему значению.
6. DecmentAndGet (): атомарно уменьшает на единицу текущее значение

Пример:

// Атомарная переменная
AtomicInteger var;

Потребность в атомарной переменной

Рассмотрим пример ниже:

В однопоточной среде вышеупомянутый класс даст только ожидаемый результат. Но когда речь идет о многопоточной среде, это может привести к противоречивым результатам. Это происходит потому, что обновление «var» выполняется в три этапа: чтение, обновление и запись. Если два или более потока попытаются обновить значение одновременно, оно может не обновиться должным образом.

Эту проблему можно решить с помощью блокировки и синхронизации, но неэффективно.

1. Использование аналогии с блокировкой или синхронизацией: синхронизация или блокировка могут решить нашу проблему, но это ставит под угрозу эффективность использования времени или производительность. Во-первых, он предписывает планировщику ресурсов и потоков управлять блокировкой. Во-вторых, когда несколько потоков пытаются получить блокировку, только один из них выигрывает, остальные приостанавливаются или блокируются. Приостановка или блокировка потоков может иметь огромное влияние на производительность.
   
   

   
   
   

   import java.io.*; import java.util.concurrent.locks.*; class Counter extends Thread { // Counter Variable int count = 0 ; // method which would be called upon // the start of execution of a thread public synchronized void run() { int max = 1_000_00_000; // incrementing counter total of max times for ( int i = 0 ; i < max; i++) { count++; } } } public class SynchronizedCounter { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // Instance of Counter Class Counter c = new Counter(); // Defining Two different threads Thread first = new Thread(c, "First" ); Thread second = new Thread(c, "Second" ); // Threads start executing first.start(); second.start(); // main thread will wait for both // threads to complete execution first.join(); second.join(); // Printing final value of count variable System.out.println(c.count); } }
   Выход:

   200000000
   

2. Использование атомарной переменной:
   
   

   
   
   

   import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; class Counter extends Thread { // Atomic counter Variable AtomicInteger count; // Constructor of class Counter() { count = new AtomicInteger(); } // method which would be called upon // the start of execution of a thread public void run() { int max = 1_000_00_000; // incrementing counter total of max times for ( int i = 0 ; i < max; i++) { count.addAndGet( 1 ); } } } public class AtomicCounter { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // Instance of Counter Class Counter c = new Counter(); // Defining Two different threads Thread first = new Thread(c, "First" ); Thread second = new Thread(c, "Second" ); // Threads start executing first.start(); second.start(); // main thread will wait for both // threads to complete execution first.join(); second.join(); // Printing final value of count variable System.out.println(c.count); } }
   Выход:

   200000000
   

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Ознакомьтесь со всеми важными концепциями Java Foundation и коллекций с помощью курса "Основы Java и Java Collections" по приемлемой для студентов цене и будьте готовы к работе в отрасли. Чтобы завершить подготовку от изучения языка к DS Algo и многому другому, см. Полный курс подготовки к собеседованию .