volatile 无法保证原子性案例展示

news2024/12/24 2:58:13

volatile 无法保证原子性

在 Java 中，原子性是指一个操作是不可中断的，要么都执行要么都不执行。
但是 volatile 修饰的变量，只是保证了从主内存加载到工作内存的值是最新的，并不能保证对变量的操作是原子性的
变量的写操作和读操作之间是可以被中断的,也就是在读取或者修改 volatile 变量的过程中，其他线程可能会对这个变量进行修改，
所以在多线程环境下，对线程的操作结果可能会丢失，想要在多线程情况下修改主内存的共享变量必须加锁来保持同步

例如：

一个变量i被volatile修饰，两个线程想对这个变量修改，都对其进行自增操作也就是i++，i++的过程可以分为三步，首先获取i的值，其次对i的值进行加1，最后将得到的新值写会到缓存中。
线程A首先得到了i的初始值100，但是还没来得及修改，就阻塞了
这时线程B开始了，它也得到了i的值，由于i的值未被修改，即使是被volatile修饰，主存的变量还没变化，那么线程B得到的值也是100，之后对其进行加1操作，得到101后，将新值写入到缓存中，再刷入主存中。根据可见性的原则，这个主存的值可以被其他线程可见。
此时，线程A已经读取到了i的值为100，也就是说读取的这个原子操作已经结束了，所以这个可见性来的有点晚，线程A阻塞结束后，继续将100这个值加1，得到101，再将值写到缓存，最后刷入主存，所以即便是volatile具有可见性，也不能保证对它修饰的变量具有原子性。

    private static  volatile   Integer i = 0;
    public static void test2() throws Exception {
        new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取的i为:"+i);
            try { Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            i = i +1;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"计算的i为:"+i);
        }, "线程A").start();

        new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取的i为:"+i);
            try {
                Thread.sleep(10);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            i = i +1;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"计算的i为:"+i);
        }, "线程B").start();

        Thread.sleep(100);
        System.out.println("主线程执行结束，此时in为：" + i);
    }