java分主内存和工作内存, 主内存是线程共享的, 工作内存是每个线程独有的. java对主内存的操作是通过工作内存间接完成的: 先拷贝主内存变量值到工作内存, 在工作内存操作这个变量的副本, 完成后将这个副本的值再写回主内存. 这几个操作不是原子性的, 意味着当有多个线程同时想修改主内存的话, 在某个线程返回变量副本之前, 主内存的值相对于这个线程获得的主内存的值已经发生, 那么基于旧值得操作必然是错误的. 这就是java并发问题的根本原因.
8种基本原子操作(个人理解):
lock
unlock 锁操作
read 将主内存的值拷贝到高速缓存
load 将高速缓存的值拷贝到工作内存副本
use 将工作内存副本值拷贝到运算寄存器
assign 将运算寄存器的值拷贝到工作内存副本
store 将工作内存副本的值拷贝到高速缓存
write 将高速缓存的值写回主内存
多线程对一个变量的操作, 只有当后6个操作是同时进行的, 没有被其他线程打断, 才是线程安全的.
volatile保证read load use同时执行, 但对assign store write不保证, 所以对volatile变量的并发修改是线程不安全的, 如i++.
atomic类的核心就是对volatile变量的compareAndSet操作, 个人理解是用volatile保证到寄存器中以供计算的值是正确的, compareAndSet应该是保证从计算开始到write回主内存这几个操作是同时进行的（直接操作原生内存，不用C库和JVM之间的拷贝）, 这样就保证了并发安全性, 同时避免了使用锁. 如果在这两个阶段之间变量在内存中的值被改变, 则cas失败, 所以cas修改变量值一般放在循环中无限尝试直到成功