一、概述
Java从JDK1.5开始提供了java.util.concurrent.atomic包，方便程序员在多线程环境下无锁的进行原子操作。原子变量的底层使用了处理器提供的原子指令，但是不同的CPU架构可能提供的原子指令不一样，也有可能需要某种形式的内部锁,所以该方法不能绝对保证线程不被阻塞。
atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类,在Atomic包里一共有12个类，四种原子更新方式，这里我们将对着四种方式进一步分析。
二、解析
1. 原子更新基本类型类
用于通过原子的方式更新基本类型，Atomic包提供了以下三个类：
AtomicBoolean：原子更新布尔类型。
AtomicInteger：原子更新整型。
AtomicLong：原子更新长整型。
这里我们着重介绍下AtomicInteger这个类的常用方法，如下：
（1）int addAndGet(int delta) ：
以原子方式将输入的数值与实例中的值（AtomicInteger里的value）相加，并返回结果
（2）boolean compareAndSet(int expect, int update) ：
如果输入的数值等于预期值，则以原子方式将该值设置为输入的值。
（3）int getAndIncrement()：
以原子方式将当前值加1，注意：这里返回的是自增前的值。
（4）void lazySet(int newValue)
（5）int getAndSet(int newValue)：
以原子方式设置为newValue的值，并返回旧值。
参考实例如下：
AtomicInteger a = new AtomicInteger(1);
a.addAndGet(2);
System.out.println(a); //3
a.getAndIncrement();
System.out.println(a.get()); //4
这里我们延伸一下，介绍下CAS的实现原理：
CAS(Compare and Swap，比较并操作), CAS是项乐观锁技术，当多个线程尝试使用CAS同时更新同一个变量时，只有其中一个线程能更新变量的值，而其它线程都失败，失败的线程并不会被挂起，而是被告知这次竞争中失败，并可以再次尝试。
CAS有3个操作数，内存值V，旧的预期值A，要修改的新值B。当且仅当预期值A和内存值V相同时，将内存值V修改为B，否则什么都不做。
AtomicInteger中的 incrementAndGet 方法源码如下：
public final int getAndIncrement() {
for (;;) {
int current = get();
int next = current + 1;
if (compareAndSet(current, next))
return current;
}
}
通过源码可以看到，方法执行步骤为：先获取到当前的 value 属性值，然后将 value 加 1，赋值给一个局部的 next 变量，然而，这两步都是非线程安全的，但是内部有一个死循环，不断去做compareAndSet操作，直到成功为止，也就是修改的根本在compareAndSet方法里面，compareAndSet()方法的代码如下：
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
compareAndSwapInt 方法是一个native 方法，如下：
public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);
所以compareAndSet传入的值为执行方法时获取到的value属性值，next为加 1 后的值，compareAndSet调用native的compareAndSwapInt方法来完成，
compareAndSwapInt 基于的是CPU的CAS指令来实现的。所以基于CAS的操作可认为是无阻塞的，一个线程的失败或挂起不会引起其它线程也失败或挂起。并且由于CAS操作是CPU原语，所以性能比较好。
但是需要注意的是：在CAS操作中，会出现ABA的问题，即如果V值先由A变为B，再由B变为A，那么会仍然认为是发生了变化，并需要重新执行算法中的步骤。
对应的解决方案是：不只更新某个引用的值，而是更新两个值，包括一个引用和一个版本号，即使这个值由A变为B，然后又变为A，版本号也是不同的。
例如：AtomicMarkableReference和AtomicStampedReference支持在两个变量上执行原子的条件更新，AtomicStampedReference更新一个“对象-引用”二元组，通过在引用上加上“版本号”，从而避免ABA问题，AtomicMarkableReference将更新一个“对象引用-布尔值”的二元组。
2. 原子更新数组类
通过原子的方式更新数组里的某个元素，Atomic包提供了以下三个类：
AtomicIntegerArray：原子更新整型数组里的元素，主要用于原子的方式更新数组里的整型。
AtomicLongArray：原子更新长整型数组里的元素。
AtomicReferenceArray：原子更新引用类型数组里的元素。
这里我们同样着重介绍下AtomicIntegerArray类的常用方法，如下：
（1）int addAndGet(int i, int delta)：
以原子方式将输入值与数组中索引i的元素相加。
（2）boolean compareAndSet(int i, int expect, int update)：
如果当前值等于预期值，则以原子方式将数组位置i的元素设置成update值。
参考实例如下：
int[] arr = new int[]{1,2,3};
AtomicIntegerArray arr1= new AtomicIntegerArray(arr);
arr1.getAndAdd(2,4);
arr1.getAndSet(0,2);
System.out.println(arr[2]); //3
System.out.println(arr1.get(2)); //7
注：AtomicIntegerArray对内部的数组元素进行修改时，不会影响到传入的数组，原因是数组值通过构造方法传递进去，然后AtomicIntegerArray会将当前数组复制一份。
3. 原子更新引用类型
原子更新基本类型的AtomicInteger，只能更新一个变量，如果要原子的更新多个变量，就需要使用这个原子更新引用类型提供的类。Atomic包提供了以下三个类：
AtomicReference：原子更新引用类型。
AtomicReferenceFieldUpdater：原子更新引用类型里的字段。
AtomicMarkableReference：原子更新带有标记位的引用类型。可以原子的更新一个布尔类型的标记位和引用类型。构造方法是AtomicMarkableReference(V initialRef, boolean initialMark)
参考实例如下：
static class User{
String id;
String name;
volatile int age;
public User(String id, String name, int age) {
this.id = id;
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getId() {
return id;
}
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
}
public static void main(String[] args) {
User user1 = new User("1", "LiLei", 11);
User user2 = new User("2", "HanMeimei", 12);
AtomicReference<User> user = new AtomicReference<User>(user1);
System.out.println(user1.getName()); //LiLei
user.getAndSet(user2);
System.out.println(user.get().getName()); //HanMeimei
}
4. 原子更新字段类
如果我们只需要某个类里的某个字段，那么就需要使用原子更新字段类，Atomic包提供了以下三个类：
AtomicIntegerFieldUpdater：原子更新整型的字段的更新器。
AtomicLongFieldUpdater：原子更新长整型字段的更新器。
AtomicStampedReference：原子更新带有版本号的引用类型。该类将整数值与引用关联起来，可用于原子的更数据和数据的版本号，可以解决使用CAS进行原子更新时，可能出现的ABA问题。
原子更新字段类都是抽象类，每次使用都时候必须使用静态方法newUpdater创建一个更新器。原子更新类的字段的必须使用public volatile修饰符。
AtomicIntegerFieldUpdater的例子代码如下：
AtomicIntegerFieldUpdater<User> userUpdate = AtomicIntegerFieldUpdater.newUpdater(User.class, "age"); userUpdate.getAndIncrement(user2); System.out.println(user2.getAge()); //13
参考博文：
http://ifeve.com/java-atomic/
http://blog.csdn.net/qfycc92/article/details/46489553