AtomicInteger

AtomicInteger 是对 int 类型的一个封装，提供了原子性的访问和更新操作，其原子性操作的实现是基于CAS（compare-and-swap）技术。

AtomicInteger 提供一种线程安全的加减操作接口。

• public final int get() //获取当前的值
• public final int getAndSet(int newValue)//获取当前的值，并设置新的值
• public final int getAndIncrement() //获取当前的值，并自增
• public final int getAndDecrement() //获取当前的值，并自减
• public final int getAndAdd(int delta) //获取当前的值，并加上预期的值

看看 AtomicInteger 源代码：

private volatile int value;

volatile 关键字是保证AtomicInteger 线程安全的根源。

volatile 修饰的成员变量，在每次被线程访问时，都强迫从共享内存重新读取该成员的值，而且，当成员变量值发生变化时，强迫将变化的值重新写入共享内存，这样两个不同的线程在访问同一个共享变量的值时，始终看到的是同一个值。

Java语言规范指出：为了获取最佳的运行速度，允许线程保留共享变量的副本，当这个线程进入或者离开同步代码块时，才与共享成员变量进行比对，如果有变化再更新共享成员变量。这样当多个线程同时访问一个共享变量时，可能会存在值不同步的现象。

而volatile这个值的作用就是告诉VM：对于这个成员变量不能保存它的副本，要直接与共享成员变量交互。

建议：当多个线程同时访问一个共享变量时，可以使用volatile，而当访问的变量已在synchronized代码块中时，不必使用。

缺点：使用volatile将使得VM优化失去作用，导致效率较低，所以要在必要的时候使用。

CAS（compare-and-swap）

所谓CAS，表示的是一系列操作的集合，获取当前值，进行运算，利用CAS 指令试图进行更新。

如果当前数值未变，表示没有其他线程进行并发修改，则成功更新。

否则，可能出现不同的选择，要么进行重试，要么就返回一个成功或者失败的结果。

CAS就是Compare and Swap的意思，比较并操作。

CAS有3个操作数：

• V:内存中的值。
• B:要修改为的新值。
• A:若V==A则V=B。

其实CAS的过程也是挺简单的，来一发流程图吧。

CAS简而言之就是：CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。

CAS 是Java并发中所谓 lock-free 机制的基础。

CAS 也并不是没有副作用，试想，其常用的失败重试机制，隐含着一个假设，即竞争情况是短暂的。大多数应用场景下，确实大部分重试只会发生一次就获得了成功，但是总是有意外情况，所以在有需要的时候，还是要考虑限制自旋的次数，以免过度消耗CPU。

AbstractQueuedSynchronizer（AQS）

是Java 并发包中，实现各种同步结构的基础。

AQS 内部数据和方法，可以简单拆分为：

• 一个volatile 的整数成员状态，同时提供了setState() 和 getState() 方法；
• private volatile int state;
• 一个先进先出（FIFO）的等待线程队列（waiter），实现多线程间竞争和等待，是AQS 机制的核心之一；
• 各种基于 CAS 的基础操作方法，以及各种期望具体同步结构去实现的 acquire/release 方法；

利用AQS 实现一个同步结构，至少需要实现2个基本类型的方法，分别是 acquire 操作，获取资源的独占权；还有就是 release 操作，释放对某个资源的独占。