AtomicBoolean 的常用方法

了解 AtomicBoolean 的常用方法 🧠🔒

AtomicBoolean 是 Java 中提供的一种线程安全的布尔类型操作类，属于 java.util.concurrent.atomic 包。它采用 CAS（Compare-And-Swap) 无锁机制，确保在多线程环境下对布尔值的原子操作。相比普通的 boolean 类型，AtomicBoolean 是专为并发编程设计的，适合检查标志位（如任务完成状态、控制共享资源访问等）。

以下是 AtomicBoolean 的常用方法和用途，它非常适合实现线程安全布尔逻辑。

AtomicBoolean 的常用方法 🌟

1. get() - 获取当前值 🟢

public final boolean get();

描述：

• 返回当前的布尔值。
• 在多线程访问环境下，可以确保获取的是最新的值。

示例代码：

AtomicBoolean atomicBoolean = new AtomicBoolean(true);
System.out.println("当前状态: " + atomicBoolean.get()); // 输出: 当前状态: true

2. set(boolean newValue) - 设置新值 🟡

public final void set(boolean newValue);

描述：

• 将布尔变量设置为指定的新值。
• 这是直接赋值，不涉及任何比较逻辑或安全检查。

示例代码：

AtomicBoolean atomicBoolean = new AtomicBoolean(false);
atomicBoolean.set(true);  // 设置为 true
System.out.println("当前状态: " + atomicBoolean.get()); // 输出: 当前状态: true

3. getAndSet(boolean newValue) - 获取当前值然后设置新值 🔄

public final boolean getAndSet(boolean newValue);

描述：

• 返回当前值，同时将变量的值更新为 newValue。
• 在多线程环境中，确保该操作是原子性的。

示例代码：

AtomicBoolean atomicBoolean = new AtomicBoolean(false);
boolean oldValue = atomicBoolean.getAndSet(true); // 获取旧值并更新为 true
System.out.println("旧状态: " + oldValue);         // 输出: 旧状态: false
System.out.println("新状态: " + atomicBoolean.get()); // 输出: 新状态: true

4. compareAndSet(boolean expected, boolean newValue) - 比较并设置 🧪

public final boolean compareAndSet(boolean expected, boolean newValue);

描述：

• 如果当前值与预期值 expected 相等，则更新为 newValue，返回 true；否则不更新，返回 false。
• CAS 操作的核心方法，适合解决多线程环境下布尔值的竞争问题。

示例代码：

AtomicBoolean atomicBoolean = new AtomicBoolean(false);
boolean success = atomicBoolean.compareAndSet(false, true); // 预期值是 false，更新为 true
System.out.println("更新成功了吗？" + success);       // 输出: 更新成功了吗？true
System.out.println("新状态: " + atomicBoolean.get()); // 输出: 新状态: true

5. weakCompareAndSet(boolean expected, boolean newValue) - 弱比较并设置 🔍

public final boolean weakCompareAndSet(boolean expected, boolean newValue);

描述：

• 和 compareAndSet 很像，但不保证所有条件下操作都成功。通常用于性能优化，因为它可能在某些硬件环境下效率更高。
• 适用于一些不要求严格 CAS 控制的场景。

示例代码：

AtomicBoolean atomicBoolean = new AtomicBoolean(false);
boolean success = atomicBoolean.weakCompareAndSet(false, true); // 尝试更新
System.out.println("弱比较更新成功？" + success);          // 输出: 弱比较更新成功？true 或 false
System.out.println("新状态: " + atomicBoolean.get()); // 输出可能会是 true 或 false，取决于硬件实现

6. lazySet(boolean newValue) - 延迟设置 🕐

public final void lazySet(boolean newValue);

描述：

• 将变量更新为新值，但更新可能是 “延迟” 的，不会立即对其他线程可见。
• 目的是优化性能，避免多线程同时写操作时的开销。

示例代码：

AtomicBoolean atomicBoolean = new AtomicBoolean(false);
atomicBoolean.lazySet(true); // 延迟设置为 true
System.out.println("当前状态: " + atomicBoolean.get()); // 输出: 当前状态: true（多线程情况下可能稍后更新）

适用场景 💼

AtomicBoolean 的线程安全特性使它非常适合以下场景：

场景 1: 控制资源访问 🛡️

例如在多线程情况下控制某段代码的执行：

AtomicBoolean lock = new AtomicBoolean(false);

public void accessResource() {
    if (lock.compareAndSet(false, true)) {
        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在访问资源...");
            // 模拟资源访问
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.set(false); // 释放锁
        }
    } else {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 无法访问资源，资源已被占用");
    }
}

运行示例：

AtomicBoolean lock = new AtomicBoolean(false);
Runnable task = () -> accessResource();
Thread t1 = new Thread(task);
Thread t2 = new Thread(task);
t1.start();
t2.start();

场景 2: 中断控制 🔌

用于线程间布尔标志的安全传递，确保能准确触发操作：

AtomicBoolean stopFlag = new AtomicBoolean(false);

public void doWork() {
    while (!stopFlag.get()) {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在工作...");
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

public void stopWork() {
    stopFlag.set(true);
    System.out.println("工作已停止！");
}

运行示例：

AtomicBoolean stopFlag = new AtomicBoolean(false);
Thread worker = new Thread(() -> doWork());
worker.start();

// 模拟一段处理后停止工作
Thread.sleep(500);
stopWork();

场景 3: 状态同步 🔄

例如协作线程之间共享完成状态：

AtomicBoolean isCompleted = new AtomicBoolean(false);

class Task extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 正在执行任务...");
        try {
            Thread.sleep(1000); // 模拟任务处理
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
        isCompleted.set(true);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 完成任务");
    }
}

运行示例：

AtomicBoolean isCompleted = new AtomicBoolean(false);
Thread t1 = new Task();
t1.start();

while (!isCompleted.get()) {
    System.out.println("等待任务完成...");
    Thread.sleep(200); // 每 200ms 检查一次状态
}
System.out.println("任务已完成！");

总结 🧠

AtomicBoolean 是处理多线程环境下布尔值的利器。它提供了以下功能：

1. 安全地读取和更新布尔标志位。
2. 高效的 CAS 机制，适用于控制资源访问、工作中断等场景。
3. 延迟和弱比较等优化方法，提升性能。