在之前我们了解到了线程的三大特性:原子性,可见性,有序性。

前面的例子我们知道了volatile可以保证共享变量的可见性,但是volatile可以保证原子性吗?

我们来看看:

public class Test {
    public volatile int inc = 0;
    public void increase() {
        inc++;
    }
    public static void main(String[] args) {
        final Test test = new Test();
        for(int i=0;i<10;i++){
            new Thread(){
                public void run() {
                    for(int j=0;j<1000;j++)
                        test.increase();
                };
            }.start();
        }
        while(Thread.activeCount()>1)  //保证前面的线程都执行完
            Thread.yield();
        System.out.println(test.inc);
    }
}

来想一想这段程序的输出结果,然后copy到本地运行看一看效果。

可能我们想的结果应该是:10000,不过最终运行的结果往往达不到10000,可能我们会有疑问,不对啊,上面是对变量inc进行自增操作,由于volatile保证了可见性,那么在每个线程中对inc自增完之后,在其他线程中都能看到修改后的值啊,所以有10个线程分别进行了1000次操作,那么最终inc的值应该是1000*10=10000

前面我们讲到volatile是可以保证可见性的,不过上述程序的错误在于volatile没法保证程序的原子性。

我们知道变量的自增不是原子性的。它包括两个步骤:

1.读取变量的值;

2.给变量的值加1并写入工作内存。

我们想象这样一种情况:线程1在操作inc变量自增的时候可能会遇到这种状况,读取到了inc变量的值,这个时候inc的值为10,还没有进行自增操作时候线程1阻塞了,紧接着线程2对inc变量进行操作,注意这个时候inc的值还是10,线程2对inc进行了自增操作,这个时候inc的值是11,并将这个改变写到主存中,好了,现在线程1恢复了,它并不会去主存中读取inc的值,因为inc已经在它的缓存中了,所以继续进行之前的操作,注意这个时候线程1的缓存中inc的值是10,线程1对inc的值进行加1.inc等于11,然后写入主存。

我们发现两个线程都对inc进行了一轮操作,但是inc的值只增加了1.

可能我们还是会有疑问,不对啊,前面不是保证一个变量在修改volatile变量时,会让缓存行无效吗?然后其他线程去读就会读到新的值,对,这个没错。这个就是上面的happens-before规则中的volatile变量规则,但是要注意,线程1对变量进行读取操作之后,被阻塞了的话,并没有对inc值进行修改。然后虽然volatile能保证线程2对变量inc的值读取是从内存中读取的,但是线程1没有进行修改,所以线程2根本就不会看到修改的值。