volatile 为什么不保证原子性

作者：悟空聊架构

2021 年 12 月 12 日
本文字数：924 字
阅读完需：约 3 分钟

能演示下 volatile 为什么不保证原子性吗？

原子性：一个操作或一系列操作是不可分割的，要么同时成功，要么同时失败。

这个定义和 volatile 啥关系呀，完全不能理解呀？Show me the code!

考虑一下这种场景:

当 20 个线程同时给 number 自增 1，执行 1000 次以后，number 的值为多少呢？

在单线程的场景，答案是 20000，如果是多线程的场景下呢？答案是可能是 20000，但很多情况下都是小于 20000。

示例代码：

package com.jackson0714.passjava.threads;
/** 演示volatile 不保证原子性 * @create: 2020-08-13 09:53 */
public class VolatileAtomicity {    public static volatile int number = 0;
    public static void increase() {        number++;    }
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 50; i++) {            new Thread(() -> {                for (int j = 0; j < 1000; j++) {                    increase();                }            }, String.valueOf(i)).start();        }
        // 当所有累加线程都结束        while(Thread.activeCount() > 2) {            Thread.yield();        }
        System.out.println(number);    }}

复制代码

执行结果：第一次 19144，第二次 20000，第三次 19378。

我们来分析一下 increase()方法，通过反编译工具 javap 得到如下汇编代码：

  public static void increase();    Code:       0: getstatic     #2                  // Field number:I       3: iconst_1       4: iadd       5: putstatic     #2                  // Field number:I       8: return

复制代码

number++其实执行了3条指令：

getstatic：拿 number 的原始值 iadd：进行加 1 操作 putfield：把加 1 后的值写回

执行了 getstatic 指令 number 的值取到操作栈顶时，volatile 关键字保证了 number 的值在此时是正确的，但是在执行 iconst_1、iadd 这些指令的时候，其他线程可能已经把 number 的值改变了，而操作栈顶的值就变成了过期的数据，所以 putstatic 指令执行后就可能把较小的 number 值同步回主内存之中。

总结如下：

在执行 number++这行代码时，即使使用 volatile 修饰 number 变量，在执行期间，还是有可能被其他线程修改，没有保证原子性。

发布于: 2 小时前阅读数: 6

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/891d9c4ae76fec796aa9c358e】。未经作者许可，禁止转载。

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