为什么使用 volatile 会使 long 和 double atomic [重复]

Question

我正在尝试学习 Java 多线程中使用的术语。因此，如果我在以下文本中使用了错误的定义，请纠正我：

我从不同资源中的发现

原子动作： 根据 Java 文档：

在编程中，原子动作是一种有效地同时发生的动作。原子动作不能在中间停止：它要么完全发生，要么根本不发生。在操作完成之前，原子操作的副作用是不可见的。

这就是为什么读取或写入 long 或 double 变量不是原子的。因为它涉及到两个操作，第一个 32 位和第二个 32 位读/写变量。另外，从上面的段落中，我了解到如果我在一个方法上使用synchronized，它将使该方法成为原子（理论上）。

易失性变量：同样来自 Java Doc：

这意味着对 volatile 变量的更改始终对其他线程可见。更重要的是，这也意味着当一个线程读取一个 volatile 变量时，它不仅会看到 volatile 的最新更改，还会看到导致更改的代码的副作用。

现在，同样根据 Joshua Bloch 的 Effective Java 2nd Edition，考虑书中提到的关于 volatile 声明的以下几点：

考虑以下几点：

// Broken - requires synchronization!
private static volatile int nextSerialNumber = 0;

public static int generateSerialNumber() {
    return nextSerialNumber++;
}

方法的状态 由单个原子可访问字段 nextSerialNumber 和所有可能的 该字段的值是合法的。因此，不需要同步来保护 它的不变量。不过，如果没有同步，该方法将无法正常工作。

这是因为nextSerialNumber++ 不是原子的，因为它执行读取、递增、写入。

我的总结

所以如果nextSerialNumber++ 不是原子的，并且需要synchronize。那么为什么以下是原子的并且不需要同步？

private static volatile long someNumber = 0;

public static int setNumber(long someNumber) {
    return this.someNumber = someNumber;
}

我不明白为什么在 double 或 long 上使用 volatile 会使其成为原子？

因为volatile 所做的只是确保线程 B 尝试读取线程 A 正在写入的 long 变量，并且线程 A 仅写入了 32 位，然后当线程 B访问资源，它将获得由线程 A 写入的 32 位数字。这并不能使其成为 atomic，因为解释了术语 atomic 的定义在 Java 文档中。

Answer 1

我不明白为什么在 double 或 long 上使用 volatile 会使其成为原子？

如果不使用volatile 关键字，您可能会读取由一个线程写入的double 或long 的前32 位，以及由另一个线程写入的其他32 位，称为字撕裂 em>，显然不是原子的。

volatile 关键字确保不会发生这种情况。您读取的 64 位值将是由一个线程写入的值，而不是由多个线程写入的某个 Franken 值。这就是由于volatile 关键字，这些类型变得原子的意思。

volatile 关键字不能进行像x++ 这样的原子操作，无论类型如何（64 位或 32 位），因为它是复合操作（读取 + 递增 + 写入），而不是简单的写入。 x++ 中涉及的操作可能会被其他线程的操作交错。 volatile 关键字不能使此类复合操作成为原子操作。

所以如果nextSerialNumber++ 不是原子的，并且需要同步。那么为什么以下是原子的并且不需要同步？

private static volatile long someNumber = 0;

public static int setNumber(long someNumber) {
    return this.someNumber = someNumber;
}

nextSerialNumber++ 需要同步，因为它是一个复合操作，因此不是原子操作。

this.someNumber = someNumber 是原子的，这要归功于 this.someNumber 是 volatile，赋值操作也是原子的，是单个操作。因此不需要同步。如果没有volatile，this.someNumber 就无法以原子方式编写，因此需要同步。

Answer 2

我不明白为什么在 double 或 long 上使用 volatile 会使其成为原子？

原因如下。将volatile 与double 或long 一起使用会使它们原子化因为JLS 是这么说的。

JLS (Section 17.7) 声明：

“volatile long 和 double 值的写入和读取始终是原子的。”

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注意：JLS 是规范性的。就语言语义而言，javadocs 是非规范性的。 Bloch 的“Effective Java”甚至不是 Oracle 文档——它只是一个（未经授权的）评论。