一、什么是原子操作

原子操作是指在一个操作序列中，要么全部执行，要么全部不执行，不会被其他线程中断的操作。在Java中，原子操作主要通过java.util.concurrent.atomic包下的类来提供，这些类中的方法都是线程安全的，可以在多线程环境中安全地进行数据更新操作。

二、基本类型的原子操作

Java的java.util.concurrent.atomic包提供了一系列原子操作类，用于对基本数据类型进行原子操作。这些类包括AtomicInteger、AtomicLong、AtomicBoolean等，它们分别提供了对int、long、boolean等基本数据类型的原子操作。

三、AtomicInteger

AtomicInteger类提供了对int类型的原子操作。它提供了诸如增加、减少、设置、获取并设置等操作，这些操作都是线程安全的。

3.1 使用案例

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class AtomicIntegerExample {
    private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);

    public void increment() {
        count.incrementAndGet(); // 原子性地增加并返回新的值
    }

    public int getCount() {
        return count.get(); // 原子性地获取当前值
    }

    public static void main(String[] args) {
        AtomicIntegerExample example = new AtomicIntegerExample();

        // 模拟多线程环境
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            new Thread(() -> example.increment()).start();
        }

        // 等待所有线程执行完毕
        // ...（此处省略等待所有线程完成的代码）

        System.out.println("Final count: " + example.getCount()); // 应该接近1000
    }
}

在上面的例子中，多个线程同时调用increment()方法来增加count的值，由于incrementAndGet()是原子操作，因此不会出现线程安全问题。

四、AtomicLong

AtomicLong类提供了对long类型的原子操作，其使用方式与AtomicInteger类似。

4.1 使用案例

import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

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

    public long next() {
        return sequenceNumber.incrementAndGet(); // 原子性地获取并增加下一个序号
    }

    public static void main(String[] args) {
        AtomicLongExample example = new AtomicLongExample();

        // 演示获取几个序号
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("Next sequence number: " + example.next());
        }
    }
}

五、AtomicBoolean

AtomicBoolean类提供了对boolean类型的原子操作，其使用方式与前面的类类似。

5.1 使用案例

import java.util.concurrent.atomic.AtomicBoolean;

public class AtomicBooleanExample {
    private AtomicBoolean flag = new AtomicBoolean(false);

    public void toggleFlag() {
        flag.set(!flag.get()); // 原子性地切换标志位的状态
    }

    public boolean isFlagSet() {
        return flag.get(); // 原子性地获取标志位的状态
    }

    public static void main(String[] args) {
        AtomicBooleanExample example = new AtomicBooleanExample();

        example.toggleFlag(); // 切换标志位的状态
        System.out.println("Is flag set? " + example.isFlagSet()); // 输出: Is flag set? true

        example.toggleFlag(); // 再次切换标志位的状态
        System.out.println("Is flag set? " + example.isFlagSet()); // 输出: Is flag set? false
    }
}

在上面的例子中，AtomicBoolean被用来存储一个标志位，通过toggleFlag()方法原子性地切换标志位的状态，并通过isFlagSet()方法原子性地获取标志位的状态。