面试题：Kotlin中原子变量的基本使用

Question

在Kotlin中，如何使用原子整型变量`AtomicInteger`来实现线程安全的计数器？请给出具体代码示例，并解释其工作原理。

Answer 1

代码示例

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger

fun main() {
    val counter = AtomicInteger(0)

    // 模拟多个线程对计数器进行操作
    val threads = List(10) {
        Thread {
            repeat(1000) {
                counter.incrementAndGet()
            }
        }
    }

    threads.forEach { it.start() }
    threads.forEach { it.join() }

    println("Final counter value: ${counter.get()}")
}

工作原理

1. 创建原子整型变量：val counter = AtomicInteger(0) 创建了一个初始值为0的 AtomicInteger 对象。AtomicInteger 类提供了一系列原子操作方法，这些操作保证在多线程环境下的线程安全性。
2. 多线程操作计数器：通过创建10个线程，每个线程对计数器进行1000次 incrementAndGet 操作。incrementAndGet 方法会以原子方式将当前值加1并返回新的值。由于 AtomicInteger 使用了底层的硬件原语（如CAS - Compare and Swap）来实现原子操作，所以在多线程并发访问时，不会出现竞态条件。
3. 等待所有线程完成：threads.forEach { it.start() } 启动所有线程，threads.forEach { it.join() } 等待所有线程执行完毕。这样可以确保在输出最终计数器值之前，所有线程的操作都已完成。
4. 获取最终计数器值：counter.get() 获取 AtomicInteger 当前的值并输出。由于所有对 AtomicInteger 的操作都是线程安全的，所以最终输出的值是所有线程操作后的正确结果。