Java原子引用操作详解与使用技巧

大家好，今天本人给大家带来文章《Java中AtomicReference原子引用操作详解》，文中内容主要涉及到，如果你对文章方面的知识点感兴趣，那就请各位朋友继续看下去吧~希望能真正帮到你们，谢谢！

AtomicReference适用于单次原子赋值、无条件替换、配合compareAndSet实现乐观锁及构建非阻塞数据结构；其核心是compareAndSet，依赖==判断引用相等，不保证复合操作原子性。

AtomicReference 能让你安全地更新一个对象引用，前提是不依赖中间状态做复合操作；一旦涉及“读-改-写”逻辑（比如先取值再决定新值），就得配合 compareAndSet 手动重试，否则仍可能出错。

AtomicReference 适合什么场景

它解决的是“对某个引用变量的赋值操作本身要原子”这个问题，不是万能锁替代品。典型适用情况包括：

• 单次设置新对象，比如初始化一个缓存容器：cacheRef.set(new ConcurrentHashMap())
• 无条件替换引用，如切换配置对象：configRef.set(newConfig)
• 配合 compareAndSet 实现乐观锁式更新（需自行循环）
• 作为更复杂原子结构的构建块，比如非阻塞栈或队列中的节点指针

compareAndSet 是核心，不是可选补充

很多人以为 set 或 get 就够用了，其实真正体现原子性的操作是 compareAndSet。它要求你明确提供“期望旧值”和“目标新值”，失败时返回 false，必须自己处理重试逻辑。

AtomicReference<Integer> counter = new AtomicReference<>(0);
Integer current;
Integer next;
do {
    current = counter.get();
    next = current + 1;
} while (!counter.compareAndSet(current, next));

这段代码模拟了原子自增——compareAndSet 失败说明其他线程抢先改了值，循环重新读取再试。漏掉这个循环，就退化成普通非线程安全操作。

注意引用相等性判断陷阱

compareAndSet 内部用的是 == 判断引用是否相同，不是 equals。这意味着：

• 如果包装的是不可变对象（如 String、Integer），小数值可能被缓存，== 偶尔碰巧成立，但不可依赖
• 自定义类必须确保你传入的 expectedValue 是同一个对象实例，否则一定失败
• 不要试图用 compareAndSet(oldObj, newObj) 替代“基于内容”的更新，那是业务逻辑该处理的事

它不解决复合操作的线程安全

AtomicReference 保证单次引用更新原子，但无法让多步操作整体原子。例如下面这段代码仍是线程不安全的：

if (ref.get() == null) {
    ref.set(new ExpensiveObject()); // 两次独立原子操作，中间可能被抢占
}

这叫“检查后执行”（check-then-act）竞态。正确做法是用 compareAndSet(null, new ExpensiveObject()) 一次完成，或者改用 computeIfAbsent 等更高层工具。很多人卡在这一步，误以为用了 AtomicReference 就万事大吉。

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