Java中volatile如何保证long和double的原子性操作

原创转载请注明出处：https://www.cnblogs.com/agilestyle/p/11426473.html

关键字volatile的主要作用是使变量在多个线程间可见，但无法保证原子性，对于多个线程访问同一个实例变量需要加锁进行同步。

 package org.fool.java.concurrent.volatiletest;  

 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 import java.util.concurrent.Executors;  

 public class VolatileTest1 {  

     private static volatile int count = 0;  

     private static void addCount() {
         for (int i = 0; i < 100; i++) {
             count++;
         }  

         System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " count = " + count);
     }  

     public static void main(String[] args) {
         ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();  

         for (int i = 0; i < 100; i++) {
             executor.execute(new Runnable() {
                 @Override
                 public void run() {
                     VolatileTest1.addCount();
                 }
             });
         }  

         executor.shutdown();
     }
 } 

Note:

addCount()方法没有加synchronized

Console Output

预期结果应该是10000，尽管count被volatile修饰，保证了可见性，但是count++并不是一个原子性操作，它被拆分为load、use、assign三步，而这三步在多线程环境中，use和assgin是多次出现的，但这操作是非原子性的，也就是在read和load之后，如果主内存count变量发生修改之后，线程工作内存中的值由于已经加载，不会产生对应的变化，也就是私有内存和公有内存中的变量不同步，所以计算出来的值和预期不一样，就产生了线程安全的问题，所以需要用synchronized进行加锁同步

addCount()方法用synchronized进行加锁同步

Console Output

结果10000与预期一致

所以volatile只能保证可见性不能保证原子性，但用volatile修饰long和double可以保证其操作原子性。

所以从Oracle Java Spec里面可以看到：

• 对于64位的long和double，如果没有被volatile修饰，那么对其操作可以不是原子的。在操作的时候，可以分成两步，每次对32位操作。
• 如果使用volatile修饰long和double，那么其读写都是原子操作
• 对于64位的引用地址的读写，都是原子操作
• 在实现JVM时，可以自由选择是否把读写long和double作为原子操作
• 推荐JVM实现为原子操作

Reference

http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-17.html#jls-17.7

http://www.cnblogs.com/louiswong/p/5951895.html

http://ifeve.com/volatile/

http://www.infoq.com/cn/articles/java-memory-model-4/