Java中volatile如何保證long和double的原子性操作

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關鍵字volatile的主要作用是使變量在多個線程間可見，但無法保證原子性，對於多個線程訪問同一個實例變量需要加鎖進行同步。

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()方法沒有加synchronized

Console Output

預期結果應該是10000，盡管count被volatile修飾，保證了可見性，但是count++並不是一個原子性操作，它被拆分為load、use、assign三步，而這三步在多線程環境中，use和assgin是多次出現的，但這操作是非原子性的，也就是在read和load之后，如果主內存count變量發生修改之后，線程工作內存中的值由於已經加載，不會產生對應的變化，也就是私有內存和公有內存中的變量不同步，所以計算出來的值和預期不一樣，就產生了線程安全的問題，所以需要用synchronized進行加鎖同步

 

addCount()方法用synchronized進行加鎖同步

Console Output

結果10000與預期一致 

 

所以volatile只能保證可見性不能保證原子性，但用volatile修飾long和double可以保證其操作原子性。

所以從Oracle Java Spec里面可以看到：

• 對於64位的long和double，如果沒有被volatile修飾，那么對其操作可以不是原子的。在操作的時候，可以分成兩步，每次對32位操作。
• 如果使用volatile修飾long和double，那么其讀寫都是原子操作
• 對於64位的引用地址的讀寫，都是原子操作
• 在實現JVM時，可以自由選擇是否把讀寫long和double作為原子操作
• 推薦JVM實現為原子操作 

 

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/