【实战Java高并发程序设计】4：数组也能无锁：AtomicIntegerArray

除了提供基本数据类型外，JDK还为我们准备了数组等复合结构。当前可用的原子数组有：AtomicIntegerArray、AtomicLongArray和AtomicReferenceArray，分别表示整数数组、long型数组和普通的对象数组。这里以AtomicIntegerArray为例，展示原子数组的使用方式。

AtomicIntegerArray本质上是对int[]类型的封装。使用Unsafe类通过CAS的方式控制int[]在多线程下的安全性。它提供了以下几个核心API：

//获得数组第i个下标的元素

public final int get(int i)

//获得数组的长度

public final int length()

//将数组第i个下标设置为newValue，并返回旧的值

public final int getAndSet(int i, int newValue)

//进行CAS操作，如果第i个下标的元素等于expect，则设置为update，设置成功返回true

public final boolean compareAndSet(int i, int expect, int update)

//将第i个下标的元素加1

public final int getAndIncrement(int i)

//将第i个下标的元素减1

public final int getAndDecrement(int i)

//将第i个下标的元素增加delta（delta可以是负数）

public final int getAndAdd(int i, int delta)

下面给出一个简单的示例，展示AtomicIntegerArray使用：

public class AtomicIntegerArrayDemo {
static AtomicIntegerArray arr = new AtomicIntegerArray(10);

public static class AddThread implements Runnable {
public void run() {
for (int k = 0; k < 10000; k++)
arr.getAndIncrement(k % arr.length());
}
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Thread[] ts = new Thread[10];
for (int k = 0; k < 10; k++) {
ts[k] = new Thread(new AddThread());
}
for (int k = 0; k < 10; k++) {
ts[k].start();
}
for (int k = 0; k < 10; k++) {
ts[k].join();
}
System.out.println(arr);
}
}

上述代码第2行，申明了一个内含10个元素的数组。第3行定义的线程对数组内10个元素进行累加操作，每个元素各加1000次。第11行，开启10个这样的线程。因此，可以预测，如果线程安全，数组内10个元素的值必然都是10000。反之，如果线程不安全，则部分或者全部数值会小于10000。

程序的输出结果如下：

[10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000, 10000]

这说明AtomicIntegerArray确实合理地保证了数组的线程安全性。