Java中的 AtomicLong compareAndSet() 方法及示例

在多线程编程中，保证数据安全是一项重要的工作。Java提供了一系列原子类（Atomic classes）来帮助开发者解决并发问题。其中，AtomicLong是一个类型安全的long型变量，在这个变量上的操作都是原子性操作，也就是说在多线程环境下它保证了线程安全。

AtomicLong compareAndSet() 方法

AtomicLong类提供了compareAndSet(long expect, long update)方法，使用这个方法可以原子性地修改AtomicLong变量，并且只有在变量的值等于expect的时候才会修改成功。如果修改成功，该方法返回true；否则返回false。

方法签名如下：

public final boolean compareAndSet(long expect, long update)

示例

下面我们来看一个使用AtomicLong compareAndSet()方法的例子，代码如下：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

public class AtomicLongExample {
    private static AtomicLong count = new AtomicLong(0);

    public static void main(String[] args) {
        Thread thread1 = new Thread(new IncrementTask());
        Thread thread2 = new Thread(new IncrementTask());
        Thread thread3 = new Thread(new DecrementTask());
        Thread thread4 = new Thread(new DecrementTask());

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
        thread4.start();

        try {
            thread1.join();
            thread2.join();
            thread3.join();
            thread4.join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("Final count value is: " + count.get());
    }

    static class IncrementTask implements Runnable {
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                long oldValue = count.get();
                while (!count.compareAndSet(oldValue, oldValue + 1)) {
                    oldValue = count.get();
                }
            }
        }
    }

    static class DecrementTask implements Runnable {
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
                long oldValue = count.get();
                while (!count.compareAndSet(oldValue, oldValue - 1)) {
                    oldValue = count.get();
                }
            }
        }
    }
}

在这个例子中，我们创建了一个AtomicLong类型的变量count，并初始化为0。接着创建了四个线程，两个线程是增加count的值，另外两个线程是减少count的值。每个线程都执行10000次操作，使用compareAndSet()来原子性地修改count的值。

注意到在这个例子中，每次修改操作都使用了compareAndSet()方法，在方法内部使用了一个while循环，直到操作成功才能退出循环。这是因为在多线程中修改变量的值，可能会发生一些线程竞争的情况，导致操作失败，因此需要加上这个循环来保证操作的原子性。

最后输出count的最终值，可以看到输出结果为0（期望值），说明操作非常安全。

总结

通过上述示例，我们可以看到compareAndSet()方法是非常常用的一个方法，使用它可以在多线程环境下保证数据的安全。然而，在实际编程中，如果使用不当，可能会出现一些问题，比如死锁、活锁等问题，因此在使用时一定要非常小心。