我们在前面的示例 2-6 中的累加器，为了保证线程安全，我们给 add 方法和 get 方法分别加了锁，虽然保证了线程安全，但是在竞争激烈的情况下，频繁的加锁解锁是一件十分耗费性能的事情。其实为了解决这类原子性问题，JDK 1.5 以后提供了大量的原子类，这是一种无锁方案。
示例：5-1
public class CountDemo {
private AtomicLong count = new AtomicLong(0);
public void add() {
count.getAndIncrement();
}
public long get() {
return count.get();
}
}
我们可以查看 getAndIncrement() 源码：
示例：5-2
public final long getAndIncrement() {
return unsafe.getAndAddLong(this, valueOffset, 1L);
}
进入 Unsafe 类：
示例：5-3
public final long getAndAddLong(Object var1, long var2, long var4) {
long var6;
do {
var6 = this.getLongVolatile(var1, var2);
} while(!this.compareAndSwapLong(var1, var2, var6, var6 + var4));
return var6;
}
Unsafe 类是和系统直接交互的类，它可以访问系统内存资源，管理内存资源。它的功能包括内存操作、CAS、Class 相关、对象操作、线程调度、系统信息获取、内存屏障、数组操作。
compareAndSwapLong() 方法从字面意思我们也知道，它就是 CAS，CAS 指令包含三个参数：共享变量的内存地址 A，用于比较的值 B 和新值 C，只有当 A 和 B 相等时，才会将内存中的值 A 更新为 C。
示例：5-4
public final class Unsafe {
private static final Unsafe theUnsafe;
private Unsafe() {}
@CallerSensitive
public static Unsafe getUnsafe() {
Class var0 = Reflection.getCallerClass();
// 类加载器为jdk的类加载器加载时才行，否则抛出异常
if(!VM.isSystemDomainLoader(var0.getClassLoader())) {
throw new SecurityException("Unsafe");
} else {
return theUnsafe;
}
}
}
Unsafe 类为一单例实现，提供静态方法 getUnsafe 获取 Unsafe 实例，当且仅当调用 getUnsafe 方法的类为引导类加载器所加载时才合法，否则抛出 SecurityException 异常。并发包下的原子类的实现都依赖 Unsafe, 对 Unsafe 感兴趣的同学可以自行研究该类。
原子类脑图总结
基本数据类型
这些原子类额用法也相对简单，记住常用的方法即可：
getAndIncrement() // i++
incrementAndGet() // ++i
getAndDecrement() // i--
decrementAndGet() // --i
getAndAdd(delta) //当前值 +=delta
addAndGet(delta)//当前值 +=delta
原子数组
相关实现有 AtomicIntegerArray、AtomicLongArray，利用这些原子类，我们可以原子化地更新数组里面的每个元素。
对象属性更新
它们可以原子化地更新对象的属性，这三个方法都是利用反射机制实现的，创建更新器的方法如下：
示例：5-5
public static <U> AtomicLongFieldUpdater<U> newUpdater(Class<U> tclass,
String fieldName) {
Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
if (AtomicLong.VM_SUPPORTS_LONG_CAS)
return new CASUpdater<U>(tclass, fieldName, caller);
else
return new LockedUpdater<U>(tclass, fieldName, caller);
}
对象引用
利用它们可以实现对象引用的原子化更新，接下来我会以 AtomicReference 写一个 Demo。
示例：5-6
public class AtomicReferenceTest {
public static void main(String[] args) {
AtomicReference<Student> ar = new AtomicReference<Student>();
Student student = new Student("张三", 20);
ar.set(student);
Student student1 = new Student("李四", 19);
ar.compareAndSet(student, student1);
System.out.println(ar.get().getName());
System.out.println(ar.get().getAge());
}
}
class Student {
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age){
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
上述代码首先创建了一个 Student 对象，然后把 Student 对象设置进 AtomicReference 对象中，然后调用 compareAndSet 方法，该方法就是通过通过 CAS 操作设置 ar。如果 ar 的值为 student 的话，则将其设置为 student1。运行上面的代码后的输出结果如下：
李四
19
