Атомарные классы в Java — это специальные классы из пакета java.util.concurrent.atomic, которые обеспечивают потокобезопасные операции над переменными без использования блокировок (synchronized). Они обеспечивают атомарность — то есть операции, которые выполняются целиком и не могут быть прерваны другим потоком.

🔍 Зачем нужны атомарные классы

В многопоточной среде, если несколько потоков обращаются к одной переменной, то простые операции (например, x++) не являются атомарными:

counter++; // не атомарно: читается значение, увеличивается, записывается обратно

→ Может возникнуть race condition — часть инкрементов будет потеряна.

Атомарные классы решают эту проблему без synchronized, с помощью низкоуровневых операций процессора (например, CAS — compare-and-swap).

Основные атомарные классы

Пример с AtomicInteger

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class Counter {
private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
public void increment() {
count.incrementAndGet(); // атомарное увеличение
}
public int get() {
return count.get(); // безопасное получение значения
}
}

→ Этот класс будет работать корректно в многопоточности, даже без synchronized.

📌 Основные методы

Для AtomicInteger (аналогично у других):

• get() — получить текущее значение.

• set(value) — задать новое значение.

• incrementAndGet() — увеличить на 1 и вернуть новое значение.

• getAndIncrement() — вернуть текущее значение и потом увеличить.

• addAndGet(n) — прибавить n и вернуть результат.

• compareAndSet(expected, new) — атомарно установить новое значение, если текущее равно expected.

AtomicInteger ai = new AtomicInteger(5);
ai.compareAndSet(5, 10); // если значение было 5, то становится 10

⚙️ Как это работает: CAS (compare-and-swap)

• Поток читает текущее значение переменной.

• Сравнивает его с ожидаемым (expected).

• Если значение не изменилось с момента чтения, оно заменяется на новое.

• Иначе — операция повторяется.

Этот механизм очень быстрый, потому что не требует захвата блокировки и может масштабироваться на многих ядрах.

🚫 Когда атомарные классы не подходят

• Когда операция зависит от нескольких переменных одновременно — атомарность уже не гарантируется.

• Когда требуется гибкое управление блокировками, лучше использовать ReentrantLock.

• В сложных алгоритмах и структурах (например, списках) лучше использовать коллекции из java.util.concurrent.

✅ Преимущества

• Потокобезопасность без использования synchronized.

• Очень высокая производительность.

• Упрощают код в простых случаях (инкремент счётчиков, флагов и т. д.).

🧠 Итого

Атомарные классы — это лёгкий, эффективный и надёжный способ обеспечить безопасность данных при параллельном доступе, особенно когда требуется высокая производительность без тяжёлой синхронизации.