如果程序在多線程的情況下，不考慮線程安全，那麼多線程同時操作一個變量時，可能得到期望之外的值。這是因為多線程在沒有考慮線程安全的情況下，主內存與工作內存之間的變量值賦值的時候各自操作各自的，導致最終結果不一致，稱為線程不安全的操作。通常我們會使用synchronized來解決這個問題，synchronized會保證多線程不會同時更新變量，但是這樣在高併發的情況下，效率特別低下。而Java從JDK 1.5開始提供了java.util.concurrent.atomic包（以下簡稱Atomic包），這個包中的原子操作類提供了一種用法簡單、性能高效、線程安全地更新一個變量的方式。
在Atomic包裡提供的12個類，屬於4種類型的原子更新方式，分別是原子更新基本類型、原子更新數組、原子更新引用和原子更新字段(屬性)。Atomic包裡的類基本都是使用Unsafe實現的包裝類。
一、原子更新基本類型類
使用原子的方式更新基本類型，Atomic提供了以下三種類：
1、AtomicBoolean：原子更新布爾類型
2、AtomicInteger：原子更新整型
3、AtomicLong：原子更新長整型
AtomicInteger中的部分代碼，可以看出是通過Unsafe來實現的。
AtomicBoolean中部分代碼如下：
可以看出它是先把Boolean轉換成整型，再使用compareAndSwapInt進行CAS，所以原子更新char、float和double變量也可以用類似的思路來實現。
二、原子更新數組
通過原子的方式更新數組裡的某個元素，Atomic包裡提供了以下三種類：
1、AtomicIntegerArray：原子更新整型數組裡的元素。
2、AtomicLongArray：原子更新長整型數組裡的元素。
3、AtomicReferenceArray：原子更新引用類型數組裡的元素。
以下是AtomicIntegerArray類中部分代碼：
通過上圖中可以看出，數組通過構造方法傳遞進去，然後AtomicIntegerArray會將當前數組複製一份，所以當AtomicIntegerArray對內部的數組元素進行修改時，不會影響傳入的數組。
三、原子更新引用類型
原子更新基本類型的AtomicInteger，只能更新一個變量，如果要原子更新多個變量，就需要使用這個原子更新引用類型提供的類。Atomic包提供了以下三個類：
1、AtomicReference：原子更新引用類型。
2、AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新引用類型裡的字段。
3、AtomicMarkableReference：原子更新帶有標記位的引用類型。可以原子更新一個布爾類型的標記位和引用類型。構造方法是AtomicMarkableReference（V initialRef，boolean initialMark）。
AtomicReference中部分代碼如下：
代碼中首先構建一個引用對象，然後把引用對象設置進AtomicReferenc中，最後調用compareAndSet方法進行原子更新操作，實現原理同AtomicInteger裡的compareAndSet方法。
四、原子更新字段類
如果需原子地更新某個類裡的某個字段時，就需要使用原子更新字段類，Atomic包提供了以下3個類進行原子字段更新：
1、AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整型的字段的更新器。
2、AtomicLongFieldUpdater：原子更新長整型字段的更新器。
3、AtomicStampedReference：原子更新帶有版本號的引用類型。該類將整數值與引用關聯起來，可用於原子的更新數據和數據的版本號，可以解決使用CAS進行原子更新時可能出現的ABA問題。
以AtomicIntegerFieldUpdater為例，先看一下它的代碼：
要想原子地更新字段類需要兩步。第一步，因為原子更新字段類都是抽象類，每次使用的時候必須使用靜態方法newUpdater()創建一個更新器，並且需要設置想要更新的類和屬性。第二步，更新類的字段（屬性）必須使用public volatile修飾符。
熟練掌握並運用這些原子操作類，可以極大的提高併發編程的效率和減少併發加鎖帶來的性能開銷。
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