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AtomicInteger原子类应用_如何在高并发下实现线程安全的自增

P粉602998670

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发布时间:2026-02-28 13:47:33

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来源于php中文网

原创

atomicinteger自增比synchronized快因底层用cas无锁,避免线程挂起/唤醒开销;但高竞争时可能更慢。需正确使用getandincrement()(先返后加)和incrementandget()(先加后返),禁用循环compareandset模拟自增。

atomicinteger原子类应用_如何在高并发下实现线程安全的自增

AtomicInteger自增为什么比synchronized快

因为底层用的是CAS(Compare-And-Swap),不加锁,避免了线程挂起/唤醒开销。但前提是竞争不激烈——如果多个线程反复抢同一个值失败重试,反而可能比轻量级锁慢。

常见错误现象:getAndIncrement() 返回旧值,有人误以为它返回新值,结果逻辑错位;还有人用 incrementAndGet() 却没接返回值,白白浪费原子性。

  • incrementAndGet():先加再返回,适合“加完立刻要用新值”的场景(如生成唯一ID)
  • getAndIncrement():先返回再加,适合“记数但不依赖本次结果”的场景(如统计请求次数)
  • 别在循环里无脑调用 compareAndSet(old, old + 1) —— 这是 incrementAndGet() 的手动低效实现,还容易漏处理ABA问题(不过对整数自增影响极小)

什么时候不能用AtomicInteger替代synchronized

AtomicInteger只保证单个变量的原子读写,不保证多步操作的原子性。比如“先判断是否小于100,再加1”,这俩动作合起来不是原子的,if (counter.get() 依然会超限。

使用场景:计数器、序列号、状态标志位等单一整型操作;不适合库存扣减、余额变更这类需校验+更新组合逻辑的业务。

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  • 需要条件更新?用 compareAndSet(expected, updated),但得自己循环重试
  • 涉及多个变量联动?必须上锁,或改用 StampedLock / ReadWriteLock
  • 数值范围超出 int?直接换 AtomicLong,别强转,AtomicInteger 不支持 long

并发下get()和incrementAndGet()的可见性问题

不会有问题。AtomicInteger 所有方法都具有 volatile 语义,写操作对其他线程立即可见,不需要额外加 volatile 或同步块。

容易踩的坑:有人把 AtomicInteger 当普通 int 传参,比如 process(counter.get()),然后在 process 里缓存这个值做后续判断——此时缓存的是快照,不代表最新状态。

  • 别缓存 get() 结果用于跨方法逻辑判断,除非你明确知道中间无并发修改
  • 日志打点时用 get() 没问题,但监控告警阈值检查建议用 incrementAndGet() 后立刻判断,避免两次读之间的窗口
  • 调试时别只看 toString() 输出,它调的是 get(),不是实时快照——高并发下连续打印可能看到“倒退”数字(其实是不同时间点的读取)

与LongAdder对比:高并发下该选谁

当写远多于读、且不要求严格实时一致性时,LongAdder 更快;但如果你需要精确值(比如作为分布式ID种子)、或频繁读取最新值做决策,还是用 AtomicInteger

性能差异本质:AtomicInteger 是单点竞争,LongAdder 把计数分散到多个 cell,降低冲突,但 sum() 要遍历所有 cell,开销略大。

  • QPS 上万、纯累加统计(如埋点)?优先 LongAdder
  • 需要 compareAndSetgetAndSet?只能用 AtomicIntegerLongAdder 不提供这些方法
  • 初始化后几乎只读?AtomicInteger 和普通 int 差距不大,没必要上原子类
实际用的时候,最常被忽略的是「操作意图」和「语义边界」——AtomicInteger 解决的是“一个整数怎么安全变”,不是“一段业务怎么安全跑”。把业务逻辑塞进原子操作里,迟早要补锁。

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