Java 中并发编程怎么使用 AtomicReference 实现对象引用原子更新

浅宇姑娘_6604

浅宇姑娘_6604

2026-09-10

547人浏览

原创

atomicreference 是 java 中基于 cas 实现无锁线程安全引用更新的核心类,通过 volatile 保证可见性,支持 compareandset 等原子操作,但需注意 aba 问题和引用相等性默认用 == 判断。

java 中并发编程怎么使用 atomicreference 实现对象引用原子更新

AtomicReference 是 Java 并发包(java.util.concurrent.atomic)中用于实现对象引用**无锁、线程安全更新**的核心类。它通过底层的 CAS(Compare-And-Swap)指令保证对引用变量的读-改-写操作原子性,避免使用 synchronized 或显式锁带来的开销和阻塞。

核心原理:CAS 保障引用更新的原子性

AtomicReference 内部持有一个 volatile 引用,并借助 CPU 提供的 CAS 指令完成“检查当前值是否等于预期值,是则更新为新值,否则失败”的原子操作。整个过程不加锁、不阻塞线程,适合高并发、低竞争场景。

  • CAS 成功返回 true,表示更新完成;失败返回 false,需由调用方决定重试或放弃
  • volatile 语义确保引用的可见性:一个线程修改后,其他线程能立即看到最新值
  • 不支持复合逻辑(如“先取值再计算再更新”),必须由用户自己循环重试(即自旋)

基本用法:set、get、compareAndSet

最常用的操作是初始化、读取、条件更新:

  • new AtomicReference<t>(initialValue)</t>:构造时可传入初始对象引用
  • get():获取当前引用值(等价于 volatile 读)
  • set(newValue):无条件设置新引用(等价于 volatile 写)
  • compareAndSet(expected, updated):仅当当前值 == expected 时,才设为 updated,返回是否成功

示例:实现一个线程安全的单例 Holder(非双重检查,仅演示 CAS):

Alibabacloud Sdk Client Initialization For Java
Alibabacloud Sdk Client Initialization For Java

在 Java 中初始化和管理阿里云 SDK客户端。包括单例模式、线程安全、endpoint 与 region 配置、VPC 终端节点、同步与异步等。

下载
AtomicReference holder = new AtomicReference();
MyService getService() {
  MyService instance = holder.get();
  if (instance == null) {
    instance = new MyService();
    if (!holder.compareAndSet(null, instance)) {
      instance = holder.get(); // 竞争失败,取已设置的实例
    }
  }
  return instance;
}

进阶技巧:updateAndGet 与 lazySet

Java 8+ 提供了更简洁的原子更新方法,减少手动循环代码:

  • updateAndGet(UnaryOperator<t> updateFunction)</t>:以当前值为输入,返回新值,自动重试直到成功(内部自旋)
  • getAndUpdate(UnaryOperator<t> updateFunction)</t>:返回旧值,更新为新值
  • lazySet(newValue):延迟写入,不强制刷新缓存,适用于“只写不立即读”的场景(如链表尾指针更新),性能略优

例如:用 updateAndGet 实现计数器式对象切换(如切换配置对象):

AtomicReference configRef = new AtomicReference(defaultConfig);
// 原子地把当前配置升级为新版(假设 Config 支持 copyWithVersion)
Config newConfig = configRef.updateAndGet(old -> old.copyWithVersion(old.version + 1));

注意事项:ABA 问题与引用相等性

AtomicReference 默认使用 == 判断引用是否相等,不是 equals()。这意味着:

  • 两个内容相同但不同地址的对象,会被视为不同值,CAS 可能意外失败
  • 存在 ABA 问题:某引用从 A → B → A,CAS 会误认为未被修改(虽然罕见,但涉及链表、栈等结构时需警惕)
  • 若需按内容比较,应封装对象并重写 equals/hashCode,或改用 AtomicStampedReference(带版本戳)或 AtomicMarkableReference(带标记位)

Java免费学习笔记:立即使用
解锁 Java 大师之旅:从入门到精通的终极指南

相关文章

编程速学教程(入门课程)
编程速学教程(入门课程)

编程怎么学习?编程怎么入门?编程在哪学?编程怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了编程速学教程(入门课程),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

java 并发编程

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

2023.06.15

8797

6

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

2023.07.05

6002

9

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

2023.07.31

5392

8

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.01

964

3

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

2023.08.02

808

3

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

1156

5

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

2023.08.02

2329

5

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

2023.08.03

19671

3

配置java环境变量
配置java环境变量

配置Java环境变量是为了让操作系统能够识别和使用Java的相关命令和功能。本专题为大家提供配置java环境变量相关文章,帮助大家解决问题。

2023.08.03

1055

8

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
dev.java 官方:Learn Java
dev.java 官方:Learn Java

共0课时 | 0人学习

Java JDBC数据库连接官方教程
Java JDBC数据库连接官方教程

共0课时 | 0人学习