探究Java如何实现原子操作（atomic operation）

1. 让我们首先了解下java 中 Volatile 关键字

Volatile可实现java内存模型当中的可见性，

java内存模型的可见性：

可见性，是指线程之间的可见性，一个线程修改的状态对另一个线程是可见的。也就是一个线程修改的结果，另一个线程马上就能看到。

比如：用volatile修饰的变量，就会具有可见性。volatile修饰的变量不允许线程内部缓存和重排序，即直接修改内存。所以对其他线程是可见的。

BUT

Volatile 不保证原子性：

just like this：

volatile int a=0; a 具有可见性 但是如下操作仍然不具有原子性 a++；

让我们看看什么是原子操作 什么是非原子操作：

原子操作：a=0；

非原子操作 a++，即a=a+1；

那么在java 中 如何保证原子性呢？方法是 sync ，lock，unlock

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2 .那么volatile的实现原理是什么？

先这样理解：

把对volatile变量的单个读/写，看成是使用同一个锁对这些单个读/写操作     做了同步。示例：

 

示例程序

下面的程序等价于上面的示例程序

 

等价程序

volatile的特性：

（1） 对一个volatile变量的单个读/写操作，与对一个普通变量的读/写操作使用同一个锁来同步，它们之间的执行效果相同。

可见性：对一个volatile变量的读，总是能看到（任意线程）对这个volatile变量最后的写入。

原子性：对任意单个volatile变量的读/写具有原子性，但类似于volatile++这种复合操作不具有原子性。

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3：来谈谈-------锁

3.1：释放锁和获取锁的内存语义

当线程释放锁时，JMM会把该线程对应的本地内存中的共享变量刷新到主内存中,示例代码如下：

 

code

假设线程A执行writer()方法，随后线程B执行reader()方法。

整个的执行过程如下：threadA(1->2->3)->threadB(4->5->6)

根据happen-before原则：3执行前的所有A线程的操作在3执行成功后对4以后的流程立即可见

锁释放和锁获取的内存意义：当线程释放锁时，JMM会把该线程对应的本地内存中的变量刷新到主内存中。

当线程获取共享变量时，会把本地内存中的变量设置为无效，

从而使得被监控的临界区中的代码必须去主内存中去读取共享变量。

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4：那就来看看 atomic operation，原子操作不需要sync：

作者：铜雀春深锁不住
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来源：简书
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