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深入理解AtomicBoolean的使用与底层原理

news 2025/10/25 11:04:46

概念

AtomicBoolean是java.uti.concurrent.atomic中的一个原子类，用于在多线程环境下安全的操作布尔值。

1、核心特性

提供了无锁的线程安全操作
使用了CAS（Compare-And-Swap）操作保证原子性
避免了使用Synchronized关键字的性能开销

2、原子操作

所有的操作都是原子性的，不会被其他线程中断：

AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(false);
flag.set(true);        // 原子设置
boolean value = flag.get();  // 原子读取

主要方法

基本使用

// 构造函数
AtomicBoolean flag1 = new AtomicBoolean();      // 默认为false
AtomicBoolean flag2 = new AtomicBoolean(true);  // 初始值为true// 基本读写
flag.set(true);           // 设置值
boolean value = flag.get(); // 获取值

原子更新原理

// getAndSet - 设置新值并返回旧值
boolean oldValue = flag.getAndSet(true);// compareAndSet - CAS操作
boolean success = flag.compareAndSet(false, true); // 如果当前值是false，则设置为true// weakCompareAndSet - 弱CAS操作（可能会意外失败）
boolean success = flag.weakCompareAndSet(false, true);

实际场景使用

1、状态标志控制

public class TaskManager {private final AtomicBoolean isRunning = new AtomicBoolean(false);public void startTask() {if (isRunning.compareAndSet(false, true)) {// 只有状态从false切换成true时才启动任务executeTask();}}public void stopTask() {isRunning.set(false);}
}

2、一次性初始化问题

确保只初始化一次，只有第一次false转换成true时才执行逻辑

public class LazyInitializer {private final AtomicBoolean initialized = new AtomicBoolean(false);private volatile Object resource;public Object getResource() {if (initialized.compareAndSet(false, true)) {// 确保只初始化一次，只有第一次false转换成true时才执行逻辑resource = createExpensiveResource();}return resource;}
}

3、线程间通信

AtomicBoolean isEnd = new AtomicBoolean(false);executorService.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {try {startJob();} catch (Exception e) {logger.error(e.message);} finally {isEnd.set(true);    //任务执行完成修改标志位}
}
});while(!isEnd.get()) {    //在任务执行结束之前try {otherJob();    //执行其他任务Thread.sleep(5000);} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();break;}
}

性能优势

// 使用 synchronized（性能较低）
private boolean flag = false;
public synchronized void setFlag(boolean value) {this.flag = value;
}
public synchronized boolean getFlag() {return this.flag;
}// 使用 AtomicBoolean（性能更好）
private final AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(false);
public void setFlag(boolean value) {flag.set(value);
}
public boolean getFlag() {return flag.get();
}