Java中Volatile关键字详解

https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html

 

2.volatile保证原子性吗？

　　从上面知道volatile关键字保证了操作的可见性，但是volatile能保证对变量的操作是原子性吗？

　　下面看一个例子：

public class Test {

    public volatile int inc = 0;

     

    public void increase() {

        inc++;

    }

     

    public static void main(String[] args) {

        final Test test = new Test();

        for(int i=0;i<10;i++){

            new Thread(){

                public void run() {

                    for(int j=0;j<1000;j++)

                        test.increase();

                };

            }.start();

        }

         

        while(Thread.activeCount()>1)  //保证前面的线程都执行完

            Thread.yield();

        System.out.println(test.inc);

    }

}

 　　大家想一下这段程序的输出结果是多少？也许有些朋友认为是10000。但是事实上运行它会发现每次运行结果都不一致，都是一个小于10000的数字。

　　可能有的朋友就会有疑问，不对啊，上面是对变量inc进行自增操作，由于volatile保证了可见性，那么在每个线程中对inc自增完之后，在其他线程中都能看到修改后的值啊，所以有10个线程分别进行了1000次操作，那么最终inc的值应该是1000*10=10000。

　　这里面就有一个误区了，volatile关键字能保证可见性没有错，但是上面的程序错在没能保证原子性。可见性只能保证每次读取的是最新的值，但是volatile没办法保证对变量的操作的原子性。

　　在前面已经提到过，自增操作是不具备原子性的，它包括读取变量的原始值、进行加1操作、写入工作内存。那么就是说自增操作的三个子操作可能会分割开执行，就有可能导致下面这种情况出现：

　　假如某个时刻变量inc的值为10，

　　线程1对变量进行自增操作，线程1先读取了变量inc的原始值，然后线程1被阻塞了；【应该是+1后被阻塞了】

　　然后线程2对变量进行自增操作，线程2也去读取变量inc的原始值，由于线程1只是对变量inc进行读取操作，而没有对变量进行修改操作，所以不会导致线程2的工作内存中缓存变量inc的缓存行无效，所以线程2会直接去主存读取inc的值，发现inc的值时10，然后进行加1操作，并把11写入工作内存，最后写入主存。

　　然后线程1接着进行加1操作，由于已经读取了inc的值，注意此时在线程1的工作内存中inc的值仍然为10，所以线程1对inc进行加1操作后inc的值为11，然后将11写入工作内存，最后写入主存。

　　那么两个线程分别进行了一次自增操作后，inc只增加了1。

　　解释到这里，可能有朋友会有疑问，不对啊，前面不是保证一个变量在修改volatile变量时，会让缓存行无效吗？然后其他线程去读就会读到新的值，对，这个没错。这个就是上面的happens-before规则中的volatile变量规则，但是要注意，线程1对变量进行读取操作之后，被阻塞了的话，并没有对inc值进行修改。然后虽然volatile能保证线程2对变量inc的值读取是从内存中读取的，但是线程1没有进行修改，所以线程2根本就不会看到修改的值。

 

对inc例子的理解，原文中表述可能有不当的地方，对变量x的inc操作可以分解为以下步骤：

1. 从主内存取出x到线程工作内存；
2. 临时变量 t = x+1；
3. x = t；因为x更改，所以立刻将 x 写到主存，使其他线程的工作内存失效。（这一步是不可拆分的）
   x初始值为10，线程1执行完第二步，尚未执行第三步时，切换至线程2，此时x依然为10，线程2执行完三步之后，x变更为11，因为x更改，线程1的工作内存立刻失效，此时切换到线程1，线程1只会继续执行第三步，t 之前已经被计算出来是11，直接赋值给x，因此x最终还是11。
   之所以会这样，就是因为这不是一步，而是三步，也就是非原子的。volatile保证了x的更改立刻被线程知晓，但无法回退 “因为x的改变，需要重新执行” 的步骤。