java并发--原子性和volatile(可变性)

原子性（atomicity）

具有原子性的操作被称为原子操作。原子操作在操作完毕之前不会线程调度器中断。在Java中，对除了long和double之外的基本类型的简单操作都具有原子性。简单操作就是赋值或者return。比如”a = 1;“和 “return a;”这样的操作都具有原子性。但是在Java中，上面买碘片例子中的类似”a += b”这样的操作不具有原子性，所以如果add方法不是同步的就会出现难以预料的结果。在某些JVM中”a += b”可能要经过这样三个步骤：

1. 取出a和b

2. 计算a+b

3. 将计算结果写入内存

如果有两个线程t1,t2在进行这样的操作。t1在第二步做完之后还没来得及把数据写回内存就被线程调度器中断了，于是t2开始执行，t2执行完毕后t1又把没有完成的第三步做完。这个时候就出现了错误，相当于t2的计算结果被无视掉了。所以上面的买碘片例子在同步add方法之前，实际结果总是小于预期结果的，因为很多操作都被无视掉了。

类似的，像”a++“这样的操作也都不具有原子性。所以在多线程的环境下一定要记得进行同步操作。 有一些并发大牛可以利用原子性避免同步而写出“免锁”的代码。Goetz开玩笑说：

如果你能编写出一个牛逼的高性能的JVM，你就可以考虑考虑是否可以避免使用同步。

所以，在成为这样牛的大牛之前，还是老老实实使用同步吧。

Java SE引入了原子类，比如AtomicInter,AtomicLong等等。

volatile

上面提到了，对long和double的简单操作不具有原子性。但是，一旦给这两个类型的属性加上volatile修饰符，对它们的简单操作就会具有原子性（当然这是说的在Java SE5之后的故事）。

在一些情况下即便是原子操作也可能会引发一些错误，特别是在多处理器的环境下。因为多处理器的计算机可以将内存中的值暂时储存在寄存器或者本地内存缓冲区中。所以，运行在不同处理器上的线程取同一个内存位置的值可能不相同。有一些编译器也会自作主张地优化指令，使得上述情况发生。你当然可以用同步锁来解决这些问题，不过volatile也能解决。

如果给一个变量加上volatile修饰符，就相当于：每一个线程中一旦这个值发生了变化就马上刷新回主存，使得各个线程取出的值相同。编译器不要对这个变量的读、写操作做优化。

但是值得注意的是，除了对long和double的简单操作之外，volatile并不能提供原子性。所以，就算你将一个变量修饰为volatile，但是对这个变量的操作并不是原子的，在并发环境下，还是不能避免错误的发生!