Java AtomicIntegerArray详解（掌握线程安全的原子整型数组操作）

为什么需要 AtomicIntegerArray？

普通的 int[] 数组在多线程环境下不是线程安全的。例如，两个线程同时对同一个索引执行 array[i]++，可能会导致结果错误。而 AtomicIntegerArray 利用底层的 CAS（Compare-And-Swap）机制，确保每个操作都是不可分割的，从而避免了加锁带来的性能开销。

如何创建 AtomicIntegerArray？

创建 AtomicIntegerArray 非常简单，可以通过以下两种方式：

// 方式一：指定数组长度，所有元素初始化为0AtomicIntegerArray array1 = new AtomicIntegerArray(5);// 方式二：传入一个已有的 int[] 数组（注意：会复制一份，原数组不受影响）int[] initialValues = {10, 20, 30};AtomicIntegerArray array2 = new AtomicIntegerArray(initialValues);  

常用方法示例

下面是一些 AtomicIntegerArray 的核心方法及其用法：

• get(int index)：获取指定索引的值
• set(int index, int newValue)：设置指定索引的值
• getAndSet(int index, int newValue)：先获取旧值，再设置新值
• compareAndSet(int index, int expect, int update)：如果当前值等于期望值，则更新为新值
• incrementAndGet(int index)：原子地将指定索引的值加1并返回新值
• getAndIncrement(int index)：原子地将指定索引的值加1并返回旧值

完整代码示例

下面是一个多线程环境下使用 AtomicIntegerArray 的完整示例，展示了如何安全地对数组元素进行递增操作：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class AtomicIntegerArrayExample {    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {        // 创建长度为3的 AtomicIntegerArray，初始值全为0        AtomicIntegerArray atomicArray = new AtomicIntegerArray(3);        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);        // 启动100个线程，每个线程对索引0执行10次自增        for (int i = 0; i < 100; i++) {            executor.submit(() -> {                for (int j = 0; j < 10; j++) {                    atomicArray.incrementAndGet(0);                }            });        }        executor.shutdown();        executor.awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);        // 最终结果应为 100 * 10 = 1000        System.out.println("索引0的最终值: " + atomicArray.get(0));        // 输出：索引0的最终值: 1000    }}  

AtomicIntegerArray 与普通数组对比

如果你尝试用普通 int[] 替代上述代码中的 AtomicIntegerArray，结果很可能是小于1000的某个随机数，因为多个线程同时修改同一个内存位置时会发生竞态条件（Race Condition）。而使用 AtomicIntegerArray 可以完全避免这个问题，这就是 线程安全数组 的优势所在。

性能与适用场景

AtomicIntegerArray 基于无锁（lock-free）的 CAS 操作，性能通常优于使用 synchronized 或 ReentrantLock 的方案，尤其在高并发、低竞争的场景下表现优异。适合用于计数器、状态标志数组等需要频繁读写但不需要复杂同步逻辑的场合。

总结

通过本教程，你应该已经掌握了 AtomicIntegerArray 的基本用法和核心价值。它是 Java并发编程 中处理共享整型数组的强大工具，能够实现高效、安全的 原子数组操作。记住，在多线程环境中，选择合适的并发工具是写出健壮程序的关键。

关键词回顾：AtomicIntegerArray、Java并发编程、原子数组操作、线程安全数组。