原子性问题

最新推荐文章于 2024-05-10 15:36:26 发布
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本文解析了原子性的概念，探讨了Java中除了基本类型和引用类型外，long和double为何不是原子操作，以及如何通过volatile解决。还提到了原子操作组合并非总是原子，以及HashMap全同步版本的安全性。


什么是原子性？

        一系列的操作，要么全部执行成功，要么全部不执行，不会出现执行一半的情况，是不可分割的。

Java中的原子操作有哪些？

        除了long和double之外的基本类型（int byte char boolean short float）

        所有引用类型的赋值操作

        java.concurrent.Atomic.*包中所有类的原子操作

那么为什么long和double不是原子性的呢？

从官方文档我们可以一探究竟，首先Long和Double都是64位的值，所以我们在写入过程中，我们是先写前32位，再写后32位，这就使得long和double的写入和读取都不是原子的，是两步操作。所以我们对long和double使用volatile关键字修饰，就可以使得long和double具备原子性。

        在32位的JVM上，long和double的操作不是原子的，但是64位的jvm上是原子的。

实际开发过程中，商用的虚拟机不会出现这样的问题。

原子操作 + 原子操作 ！= 原子操作

简单的把原子操作组合在一起，并不能保证整体依然具有原子性。

全同步的HashMap也不完全安全

Java多线程：线程操作的原子性问题
流楚丶格念的博客
07-16 1926
概述 : 原子性是指在一次操作或者多次操作中，要么所有的操作全部都得到了执行并且不会受到任何因素的干扰而中断，要么所有的操作都不执行，多个操作是一个不可以分割的整体。例如一个送冰淇淋的案例：开启100条线程，每个线程送100个冰淇淋。代码实现 : 运行结果如下： 从结果看出，最后不是10000个冰淇淋，有些count++操作被“打断”了。代码总结 : count++ 不是一个原子性操作, 他在执行的过程中,有可能被其他线程打断，并且说明 volatile关键字不能保证原子性解决方案 : 我们可以给coun
Java中long和double的原子性
weixin_30432179的博客
10-12 333
Java中long和double的原子性 java中基本类型中，long和double的长度都是8个字节，32位（4字节）处理器对其读写操作无法一次完成，那么，JVM，long和double是原子性的吗？ JVM中对long的操作是不是原子操作？ 首先，通过一段程序对long的原子性进行判断。测试程序如下： public class LongAtomTest implements R...
java基础总结(九十一)--long和double类型变量的非原子性问题
秋天的猿
02-22 372
原文链接 “深入java虚拟机”中提到，int等不大于32位的基本类型的操作都是原子操作，但是某些jvm对long和double类型的操作并不是原子操作，这样就会造成错误数据的出现。 错误数据出现的原因是： 对于long和double变量，把它们作为2个原子性的32位值来对待，而不是一个原子性的64位值， 这样将一个long型的值保存到内存的时候，可能是2次32位的写操作， 2个竞争线程想写不同的值到内存的时候，可能导致内存中的值是不正确的结果。 1、写入高位32位值(线程2) 2、写...
Java的long和double类型的赋值操作为什么不是原子性的？
Ives_WangShen的博客
11-09 1928
Java的long和double类型的赋值操作为什么不是原子性的？
Java 中 long 是不是原子操作？
weixin_44421461的博客
07-18 158
点击上方“Java基基”，选择“设为星标”做积极的人，而不是积极废人！源码精品专栏原创 | Java 2020超神之路，很肝~中文详细注释的开源项目RPC 框架 Dubbo 源码解析网...
Java并发编程实战 03互斥锁 解决原子性问题
01-20
在上一篇文章02Java如何解决可见性和有序性问题当中，我们解决了可见性和有序性的问题，那么还有一个原子性问题咱们还没解决。在第一篇文章01并发编程的Bug源头当中，讲到了把一个或者多个操作在 CPU 执行的过程中不...
高并发多线程安全之原子性问题、CAS机制及问题解决方案
踩踩踩从踩的博客
09-15 1633
多线程编程 之java内存模型(JMM)与可见性问题 前言 在java内存模型中，对多线程间交互，涉及到原子性问题、可见性问题、以及有序性问题； 这篇文章主要讲解的是多线程高并发的原子性问题，以及解决原子性问题、CAS机制、自旋锁的优缺点、以及ABA问题等 什么是原子操作 定义 即一个操作或者多个操作，要么全部执行并且执行的过程不会被任何因素打断，要么就都不执行。 通过下面代码来看出来 public class Counter { volatile int i = 0;
【SpringBoot篇】基于Redis分布式锁的 误删问题 和 原子性问题
小吉妙妙屋
05-10 2632
如果属于自己，则不进行锁的删除，假设还是上边的情况，线程1卡顿，锁自动释放，线程2进入到锁的内部执行逻辑，此时线程1反应过来，然后删除锁，但是线程1，一看当前这把锁不是属于自己，于是不进行删除锁逻辑，当线程2走到删除锁逻辑时，如果没有卡过自动释放锁的时间点，则判断当前这把锁是属于自己的，于是删除这把锁。这个时候线程2开始执行，在线程2执行过程中，线程1阻塞结束了，会执行删除锁的操作，相当于判断锁标识并没有起到作用（因为之前一句判断过了），于是就把线程2的锁给删除掉了，又一次发生了误删操作。
原子类型：AtomicLong详解
wyaoyao93的博客
04-19 2901
与AtomicInteger非常类似，AtomicLong提供了原子性操作long类型数据的解决方案，AtomicLong同样也继承自Number类，AtomicLong所提供的原子性方法在使用习惯上也与AtomicInteger非常一致。 这里就不多介绍 1 compareAndSwapLong和compareAndSwapInt AtomicInteger类中最为关键的方法为compareAndSwapInt，同样，在AtomicLong类中也提供了类似的方法compareAndSwapLong，但是该
java中 long和double类型的赋值是原子性吗？
null
10-08 2711
以上问题，在百度中搜答案的时候，竟发现大家语调一致地认为： long和double类型的赋值不是原子性的。 but，其实不是这样的。 那你有想过吗，为什么同样是基本数据类型，byte ,int short它们的赋值就是原子性的呢？ 讲到根本，原来啊，是和你的操作系统是有关的，32位操作系统每次读取最长的是4个字节，32bit，所以，在32位操作系统上,超过32bit的数据是需要分俩次读取的。 那么...
Java多线程 关于long和double的原子性
Java持续实践
09-06 581
关于long和double的原子性 在oracle的官方文档中有提到对于double 和long类型, 是存在64位的值的写入的, 可以分为两个32位的操作进行写入的, 那么可能线程读取double和long类型的时候 , 读取其中32位的内容是上一个线程的, 读取下一个32位的内容这个线程 , 可能会造成读取错误. 使用volatile修饰可以保证其原子性. 结论 : 在32位的机器上, long和double操作都不是原子的, 但是64位的jvm上是原子的. 但是在实际的生产环境中, jvm已经避免
java double long 区别_Java 中 long 和 double 的原子性
weixin_33288893的博客
02-12 456
JVM中对long的操作是不是原子操作？为什么对long的操作不是原子的？在硬件，操作系统，JVM都是64位的情况下呢？java中基本类型中，long和double的长度都是8个字节，32位(4字节)处理器对其读写操作无法一次完成，那么，JVM，long和double是原子性的吗？JVM中对long的操作是不是原子操作？首先，通过一段程序对long的原子性进行判断。测试程序如下：public cl...
Java的long、double类型的原子性读取问题
weixin_30593443的博客
11-20 331
Java的longdouble类型的原子性读取问题 检验 Java的long、double类型的原子性读取问题 In programming, an atomic action is one that effectively happens all at once. An atomic action cannot stop in the mid...
java 原子long_Java原子类--AtomicLong
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02-13 2383
AtomicLong介绍和函数列表AtomicLong是作用是对长整形进行原子操作。在32位操作系统中，64位的long 和 double 变量由于会被JVM当作两个分离的32位来进行操作，所以不具有原子性。而使用AtomicLong能让long的操作保持原子型。AtomicLong函数列表// 构造函数AtomicLong()// 创建值为initialValue的AtomicLong对象Ato...
java 线程安全Long_【Java】线程安全之原子性Atomic(AtomicInteger|LongAdder|AtomicLong)
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02-13 270
线程安全性原子性Atomic包案例package com.keytech.task;import java.util.concurrent.Executor;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Semaphore;i...
java 原子数据类型,java语言Long/Double类型数据读写原子性测试
weixin_34123811的博客
03-20 256
在32位的java虚拟中，Long，Double类型的数据写入主内存的动作并不是原子性的，所以在并发环境中可能会出现读取到一半的值的情况，先写一个程序来进行测试package com.demo;/*** @Description: Long类型的变量在32位虚拟机中的读写原子性测试*/public class LongRWIn32Demo implements Runnable {private ...
32位JVM对long类型的赋值不是原子性操作
带翅膀的猫的博客
09-17 7807
测试代码： public class LongAtomTest implements Runnable { private static long field = 0; private volatile long value; public long getValue() { return value; } public void setValue(l
原子性问题是什么
最新发布
11-06
**原子性问题**是多线程编程中的一个核心概念，指的是：**一个操作或多个操作要么全部执行且不能被中断，要么都不执行**。如果操作在执行过程中可以被其他线程打断，就会出现**原子性问题**，可能导致数据不一致。 --- ### ✅ 举个例子说明原子性问题 假设有一个共享变量 `count = 0`，两个线程同时执行以下操作： ```java count++; ``` 你可能认为这只是“一步操作”，但实际上它包含了三个步骤： 1. **读取** `count` 的值（从内存到寄存器） 2. **增加** 1 3. **写回** 内存 #### ❌ 问题出现场景： | 时间 | 线程A | 线程B | |------|------|------| | t1 | 读取 count = 0 | | | t2 | | 读取 count = 0（A还没写回） | | t3 | 增加1，写回 → count=1 | | | t4 | | 增加1，写回 → count=1 | 最终结果是 `count = 1`，而不是预期的 `2`！ 👉 这就是**原子性问题**：`count++` 不是一个原子操作，被多个线程并发执行时导致结果错误。 --- ### 🔐 如何解决原子性问题？ #### 方法 1：使用 `synchronized` 关键字（加锁） ```java public class Counter { private int count = 0; public synchronized void increment() { count++; // 锁保证了整个方法是原子的 } } ``` ✅ 缺点：性能较低，容易成为瓶颈。 --- #### 方法 2：使用原子类（推荐）——来自 `java.util.concurrent.atomic` Java 提供了如 `AtomicInteger`、`AtomicLong` 等类，底层使用 **CAS（Compare and Swap）** 操作实现无锁原子性。 ```java import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; public class AtomicCounter { private AtomicInteger count = new AtomicInteger(0); public void increment() { count.incrementAndGet(); // 原子操作 } public int getCount() { return count.get(); } } ``` ✅ 优点：高性能、线程安全、无需显式加锁。 --- ### 🧠 原子性涉及的操作类型 | 操作类型 | 是否天然原子？ | 说明 | |--------|---------------|------| | `int` 类型读写 | ✅ 是 | 32位以内基本类型读写是原子的 | | `long` 和 `double` 读写 | ⚠️ 否（在32位JVM上可能非原子） | 需用 `volatile` 或同步 | | 引用类型赋值 | ✅ 是 | 对象引用的读写是原子的 | | `i++` / `++i` | ❌ 否 | 包含读、改、写三步 | | 复合操作（如 check-then-act） | ❌ 否 | 如 `if (list.isEmpty()) list.add(x);` 可能出错 | --- ### 🔄 原子性与其他并发问题的关系 | 概念 | 含义 | 是否与原子性相关 | |------|------|------------------| | **原子性** | 操作不可分割 | 核心本身 | | **可见性** | 一个线程修改后，其他线程能看到最新值 | 不同问题（用 `volatile` 解决） | | **有序性** | 指令重排序可能导致逻辑错误 | 独立但常一起考虑 | > 👉 原子性 ≠ 可见性 ≠ 有序性，三者共同构成线程安全的基础。 --- ✅ 总结： > **原子性问题**是指在多线程环境下，一个本应“不可分割”的操作被中断或交错执行，导致程序状态不一致。常见于自增、条件判断+操作等场景。 > 解决方案包括：使用 `synchronized` 加锁 或 使用 `java.util.concurrent.atomic` 包下的原子类。 ---
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