volatile保證原子性嗎？

參考網頁

http://www.javashuo.com/article/p-hsugcpqq-hw.html

JDK版本--代碼中打印了jdk的版本

1.7.0_79

例子代碼--Test.java

package volatileTest;


/**

 * @Description TODO

 * @Date 2018/8/18 11:58

 * @Version 1.0

 **/

public class Test {

    public volatile int inc = 0;


    public void increase() {

        inc++;

    }


    public static void main(String[] args) {

     System.out.println(System.getProperty("java.version"));

    

    

        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)  //保證前面的線程都執行完

            Thread.yield();

        System.out.println("---" + test.inc);

    }


}

運行結果--屢次運行

運行結果1

1.7.0_79

---9836

運行結果2

1.7.0_79

---10000

運行結果3

1.7.0_79

---9000

運行結果4

1.7.0_79

---9882

運行結果5

1.7.0_79

---10000

運行結果6

1.7.0_79

---10000

結論

結果有10000，也有幾回不是10000的。不肯定，不穩定，也就是說volatile沒法保證操做的原子性。

爲何volatile沒法保證操做的原子性？

做者解釋

你們想一下這段程序的輸出結果是多少？也許有些朋友認爲是10000。可是事實上運行它會發現每次運行結果都不一致，都是一個小於10000的數字。

可能有的朋友就會有疑問，不對啊，上面是對變量inc進行自增操做，因爲volatile保證了可見性，那麼在每一個線程中對inc自增完以後，在其餘線程中都能看到修改後的值啊，因此有10個線程分別進行了1000次操做，那麼最終inc的值應該是1000*10=10000。

這裏面就有一個誤區了，volatile關鍵字能保證可見性沒有錯，可是上面的程序錯在沒能保證原子性。可見性只能保證每次讀取的是最新的值，可是volatile沒辦法保證對變量的操做的原子性。

在前面已經提到過，自增操做是不具有原子性的，它包括讀取變量的原始值、進行加1操做、寫入工做內存。那麼就是說自增操做的三個子操做可能會分割開執行，就有可能致使下面這種狀況出現：

假如某個時刻變量inc的值爲10，

線程1對變量進行自增操做，線程1先讀取了變量inc的原始值，而後線程1被阻塞了；

而後線程2對變量進行自增操做，線程2也去讀取變量inc的原始值，因爲線程1只是對變量inc進行讀取操做，而沒有對變量進行修改操做，因此不會致使線程2的工做內存中緩存變量inc的緩存行無效，因此線程2會直接去主存讀取inc的值，發現inc的值是10，而後進行加1操做，並把11寫入工做內存，最後寫入主存。

而後線程1接着進行加1操做，因爲已經讀取了inc的值，注意此時在線程1的工做內存中inc的值仍然爲10，因此線程1對inc進行加1操做後inc的值爲11，而後將11寫入工做內存，最後寫入主存。

那麼兩個線程分別進行了一次自增操做後，inc只增長了1。

解釋到這裏，可能有朋友會有疑問，不對啊，前面不是保證一個變量在修改volatile變量時，會讓緩存行無效嗎？而後其餘線程去讀就會讀到新的值，對，這個沒錯。這個就是上面的happens-before規則中的volatile變量規則，可是要注意，線程1對變量進行讀取操做以後，被阻塞了的話，並無對inc值進行修改。而後雖然volatile能保證線程2對變量inc的值讀取是從內存中讀取的，可是線程1沒有進行修改，因此線程2根本就不會看到修改的值。

根源就在這裏，自增操做不是原子性操做，並且volatile也沒法保證對變量的任何操做都是原子性的。

★網友回答

★一個基本常識--計算機執行指令只會向前，不會後退的

Inc++的操做分爲3步

【操做1】（由於 volatile 的緣由）CPU從主存中獲取inc的值，此時inc的值已經到了CPU中

【操做2】CPU對 inc 的值進行 +1 的操做

【操做3】CPU將 inc + 1 後的值寫回到工做內存，而後寫回到主存

★爲何volatile沒法保證操做的原子性？

實際上沒有那麼多的爲何。

由於java規範中原本也沒說volatile要保證原子性啊。

假設有線程A和線程B。假設此時此刻inc的值爲10。

線程A進行了【操做1】，而後失去了鎖。注意，此時線程A已經讀取了inc的值，線程A不會再讀取第二次了。因爲inc被volatile修飾，此時線程A能保證本身讀取的inc確定是最新的值。可是，計算機指令是不會回退的，只會向前進行。

而後線程B完成了【操做1】【操做2】【操做3】，而後把鎖交還給了線程A。注意，此時，主存中inc值已經變成了加1後的值即11。可是，計算機指令是不會回退的，只會向前進行，因此線程A會繼續按照讀取的inc爲10進行後面的指令，因此線程A會繼續【操做2】【操做3】，而後再次把inc加1後的值即11寫回主存。

因此，雖然線程A和線程B都進行了 +1 的操做，可是inc的值仍是11。