请解释 AtomicInteger 类的底层实现原理。

AtomicInteger是Java并发编程中的一个类,它提供了一种线程安全的方式来执行整数的原子操作。所谓原子操作,就是指一个操作是不可中断的,即使是在多线程环境下,一个操作一旦开始,就不会被其他线程干扰。

AtomicInteger的底层实现主要依赖于硬件级别的CAS(Compare and Swap)操作。

CAS操作包含三个操作数:内存值V、预期原值A、新值B。当内存值V等于预期原值A时,将内存值修改为B并返回true,否则什么都不做并返回false。这个操作是原子的。

AtomicInteger的大部分方法,如getAndIncrement、getAndDecrement、getAndAdd等,都是通过无限循环来调用CAS操作实现的。在循环中,首先获取当前的值,然后计算新的值,接着用CAS操作尝试更新值。如果更新成功,循环结束;如果更新失败,说明值在此期间被其他线程修改过,那么就继续下一次循环,重新获取值,重新计算,重新尝试更新。

这就是AtomicInteger的底层实现。它利用硬件级别的原子操作,保证了即使在多线程环境下,对整数的操作也是线程安全的。

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