为什么这个语句被认为是原子的？

Question

我有一个需要澄清的并发程序。第一个程序被认为是原子的，而第二个不是。

注意：// 在这里并不表示 cmets - 它们的意思是它是另一个进程与另一个进程同时执行。

这是第一个：

int x = 0, y = 0;

co
   x = y + 1;      // y = y + 1;
oc

上面的程序可以看作是原子的——但我不明白为什么会这样。但是下一个程序不是。

int x = 0, y = 0;

co
   x = y + 1;      // y = x + 1;
oc

我知道原子动作是一种编程指令，它可以不可分割地改变计算机系统的状态，并且我也知道从寄存器中加载和存储值是典型的原子动作。那么上面发生了什么？

Answer 1

在您的第一种情况下，您总是会在增量之前或之后遇到y。由于操作是异步的，您无法分辨哪个，但它没有任何区别 - 唯一可观察到的效果是 x 在一种情况下比另一种情况下大 1，这可能是基于排序发生的两个语句中的一个。

在第二种情况下，您可能会遇到这样一种情况，即 x 和 y 的结果值与语句的任一顺序不一致，因为 x 和 y 在任何一个被修改之前都已获取。

第一种情况实际上并不是 Java 对“原子”的定义（与编译器可能生成的任何“原子”指令无关），而是简单的编程。

Answer 2

请注意以下事实：

示例 1. var x 不共享，只有 y 共享。左线程严格来说是y 的读者，右线程是y 的作者。由于单个读取或写入操作是原子操作，因此不存在竞争条件。

示例 2. 两个 var 是共享的；仅这一点就会使操作成为非原子操作，但由于读取和写入的相互依赖性，这更加复杂。左线程：读取y，然后写入x，右线程：读取x，然后写入y。这些操作可以按任何顺序交错；甚至与程序顺序不兼容的顺序也是可能的。

在第一个示例中，任何执行最终都会得到可以解释为x = y + 1; 在y = y + 1; 之前执行的结果，或者反之亦然。第二个结果可能与这两种解释都不兼容——这就是为什么操作不是原子的。

Answer 3

就线程而言，大多数是原子的意味着在另一个线程可以访问之前，需要完全访问并执行一个语句块。是这样的

x= x+1 ;

现在当一个tread正在访问变量x来读写它的值时，如果其他线程也尝试读写它，那么由于不走运的时间（称为Race Condition）会导致问题，比如线程A读取变量x的值这可能是0，当时线程B读取并将值写入x作为1，现在当线程A将值写入x时，x也将是1，因为线程A知道x是0，但实际上它是1。

int x = 0, y = 0;

co
   x = y + 1;      // y = y + 1;
oc

和x一样是原子的，y值必须由同一个线程一次读写，如果有多个线程访问它，就会给出不一致的结果。

int x = 0, y = 0;

co
   x = y + 1;      // y = x + 1;
oc

另一方面，这不是原子的，因为 x=y+1 不会影响 y=x+1，因为 x 上的 fetch 和 y 在这里完成。