java volatile不能保证原子性

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Java中long和double赋值不是原子操作，因为先写32位，再写后32位，分两步操作,这样就线程不安全了。如果改成下面的就线程安全了
private volatile long number = 8;
那么，为什么是这样？volatile关键字难道可以保证原子性？
java程序员很熟悉的一句话：volatile仅仅用来保证该变量对所有线程的可见性，但不保证原子性。但是我们这里的例子，volatile似乎是有时候可以代替简单的锁，似乎加了volatile关键字就省掉了锁。这不是互相矛盾吗？

其实如果一个变量加了volatile关键字，就会告诉编译器和JVM的内存模型：这个变量是对所有线程共享的、可见的，每次jvm都会读取最新写入的值并使其最新值在所有CPU可见。所以说的是线程可见性，没有提原子性。

下面我们用一个例子说明volatile没有原子性，不要将volatile用在getAndOperate场合（这种场合不原子，需要再加锁，如i++），仅仅set或者get的场景是适合volatile的。
例如你让一个volatile的integer自增（i++），其实要分成3步：1）读取volatile变量值到local； 2）增加变量的值；3）把local的值写回，让其它的线程可见。这3步的jvm指令为：

mov    0xc(%r10),%r8d ; Load
inc    %r8d           ; Increment
mov    %r8d,0xc(%r10) ; Store
lock addl $0x0,(%rsp) ; StoreLoad Barrier

注意最后一步是内存屏障。
什么是内存屏障（Memory Barrier）？
内存屏障（memory barrier）是一个CPU指令。基本上，它是这样一条指令： a) 确保一些特定操作执行的顺序； b) 影响一些数据的可见性(可能是某些指令执行后的结果)。编译器和CPU可以在保证输出结果一样的情况下对指令重排序，使性能得到优化。插入一个内存屏障，相当于告诉CPU和编译器先于这个命令的必须先执行，后于这个命令的必须后执行。内存屏障另一个作用是强制更新一次不同CPU的缓存。例如，一个写屏障会把这个屏障前写入的数据刷新到缓存，这样任何试图读取该数据的线程将得到最新值，而不用考虑到底是被哪个cpu核心或者哪颗CPU执行的。

内存屏障（memory barrier）和volatile什么关系？上面的虚拟机指令里面有提到，如果你的字段是volatile，Java内存模型将在写操作后插入一个写屏障指令，在读操作前插入一个读屏障指令。这意味着如果你对一个volatile字段进行写操作，你必须知道：1、一旦你完成写入，任何访问这个字段的线程将会得到最新的值。2、在你写入前，会保证所有之前发生的事已经发生，并且任何更新过的数据值也是可见的，因为内存屏障会把之前的写入值都刷新到缓存。
下面的测试代码可以实际测试voaltile的自增没有原子性：

/**
 * Created by lhw on 16-7-29.
 */
public class Demo {
    private static volatile long _longVal = 0;

    public static void main(String[] args) {

        Thread t1 = new Thread(new LoopVolatile());
        t1.start();

        Thread t2 = new Thread(new LoopVolatile2());
        t2.start();

        while (t1.isAlive() || t2.isAlive()) {
        }

        System.out.println("final val is: " + _longVal);
    }

    private static class LoopVolatile implements Runnable {
        public void run() {
            long val = 0;
            while (val < 10000000L) {
                _longVal++;
                val++;
            }
        }
    }


    private static class LoopVolatile2 implements Runnable {
        public void run() {
            long val = 0;
            while (val < 10000000L) {
                _longVal++;
                val++;
            }
        }
    }
}
第一次结果：final val is: 18683425
第二次结果：final val is: 15542661
第三次结果：final val is: 18549393

很明显，输出结果不一致，说明volatile不能保证原来子性。

java volatile不能保证原子性

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原文地址：http://www.cnblogs.com/gxjz/p/5726979.html