【Javaコード入門】スレッド_④AtomicXxxxxクラス

ロックフリーな同期処理を実装する – AtomicXxxxxクラス

java.util.concurrent.atomicパッケージでは、値の代入／取得といった処理をハードウェアレベルでアトミックに実行する手段を提供します。

• AtomicBoolean
• AtomicInteger
• AtomicIntegerArray
• AtomicLong
• AtomicLongArray

これらのクラスを利用することで、synchronized修飾子、ReentrantLockクラスのようにロックを取得することなく、処理を同期させることが可能になります。
それぞれのクラスで利用できる処理には、以下のようなものがあります。

AtomicXxxxxクラスの主なメソッド（*はAtomicBooleanでは利用できないもの）
メソッド	概要
get()	現在の値を取得
getAndSet(newValue)	現在の値を取得し、指定された値を設定
set(newValue)	指定された値を設定
*getAndAdd(delta)	指定された値を追加（操作前の値を取得）
*addAndGet(delta)	指定された値を追加（操作後の値を取得）
*getAndDecrement()	現在の値を1デクリメント（操作前の値を取得）
*decrementAndGet()	現在の値を1デクリメント（操作後の値を取得）
*getAndIncrement()	現在の値を1インクリメント（操作前の値を取得）
*incrementAndGet()	現在の値を1インクリメント（操作後の値を取得）

以下は、synchronized修飾子の項のサンプル（incrementメソッド）をAtomicIntegerクラスで書き換えたものです。標準的な「i++」演算はアトミックではありませんが、AtomicInteger#getAndIncrementメソッドはアトミックなので、値の取得からインクリメント、再代入の過程に他のスレッドが割り込むことはありません。

AtomicSample.java

1. package com.example.mynavi.thread;
2.  
3. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
4.  
5. public class AtomicSample {
6.   private AtomicInteger count = new AtomicInteger();
7.  
8.   public static void main(String[] args) {
9.     var as = new AtomicSample();
10.     as.execute();
11.   }
12.  
13.   public void execute() {
14.     final int THREAD_MAX = 300000;
15.     var ts = new Thread[THREAD_MAX];
16.     for (var i = 0; i < THREAD_MAX; i++) {
17.       ts[i] = new Thread(new MyThread(this));
18.       ts[i].start();
19.     }
20.     for (var i = 0; i < THREAD_MAX; i++) {
21.       try {
22.         ts[i].join();
23.       } catch (InterruptedException e) {
24.         System.out.println(e);
25.       }
26.     }
27.     System.out.println(count);
28.   }
29.  
30.   public void increment() {
31.     count.getAndIncrement();
32.   }
33.  
34.   private static class MyThread implements Runnable {
35.     private AtomicSample _counter;
36.  
37.     public MyThread(AtomicSample counter) {
38.       this._counter = counter;
39.     }
40.  
41.     @Override
42.     public void run() {
43.       _counter.increment();
44.     }
45.   }
46. }

スレッド_目次

Threadクラス／Runnableインターフェイス

synchronized修飾子／ブロック

ReentrantLockクラス

AtomicXxxxxクラス

Executorsクラス

監修

山田祥寛（有限会社 WINGSプロジェクト）

静岡県榛原町生まれ。一橋大学経済学部卒業後、NEC にてシステム企画業務に携わるが、2003年 4 月に念願かなってフリーライターに転身。Microsoft MVP for Visual Studio and Development Technologies。執筆コミュニティ「WINGSプロジェクト（https://wings.msn.to/）」の代表でもある。主な著書に『改訂 3 版JavaScript 本格入門』（技術評論社）、「独習シリーズ（C#・Python・PHP・Ruby・JSP＆サーブレットなど）」（翔泳社）、「速習シリーズ（ASP.NET Core・Vue.js・React・TypeScript・ECMAScript、Laravel など）」（Amazon Kindle）など。売り上げの累計は100万部を超える。