线程操作原子性

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原创最新推荐文章于 2026-03-25 01:53:48 发布 113 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Java多线程：线程操作的原子性问题概述 : 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 阅读详情

原子性

违反原子性示例

public  class Counter{
    volatile int i=0;
    public void add(){
        i++;
    }
    public static void main (String[]args)throws InterruptedExcetion{
        final Counter ct=new Counter();
        for(int i=0;i<6;i++){
            new Thread(new Runnable(){
                public void run(){
                    for(int j=0;j<10000;j++){
                        ct.add();
                    }
                }
            });
        }
        Thread.sleep(6000L);
        System.out.println(ct.i);
    }
}

上面代码是六个线程，每个线程执行一万遍i++;结果会小于6万，出现这种用的原因是：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CZYWNMID-1642648955464)(C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20211215220044046.png)]

如上图所示，t1和t2进行i++操作，i++通过javap编译后看出经过getfileld(从主内存获取变量值)、iconst_1(入栈)、iadd、putfield(同步到主内存)等操作，t1和t2从主内存第一次获取i的初始值都是0，假如t1线程优先被执行，经过i++操作,i变成1写入到主内存，此时t2工作内存中的i还是之前的初始值0，经过i++后,t2将i=1同步到主内存，此时t2执行的i++相当于失效，所有i++6万次，可能有很多这样的失效操作，导致最后结果小于6万

解决方案

可以加入同步锁synchronized、Lock，这样的缺点因为是同步的，同时只支持一个并发
使用CAS实现的Automic工具类

CAS

概念

Compare and swap 比较和交换。属于硬件同步原语，处理器提供了基本内存操作的原子性保证。CAS操作需要输入两个数值，一个旧值A（期望操作前的值）和一个新值B，在操作期间先对旧值进行比较，若没有发生变化，才交换成新值，发生了变化则不交换。

CAS解决i++问题

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9gEqPtl9-1642648955467)(C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20211215225551532.png)]

违反原子性示例的问题通过CAS操作进行解决：

线程进行相加操作，同步到主内存前没有进行CAS 对比操作，比如修改i的变量值同步到主内存前会将修改前的值和主内存中i的值进行对比，如果相等则将修改后的值1同步到主内存，这是t2将相加后的的值1(0,1)同步到主内存,这时经过对比t2线程的i旧值0和主内存中i的值1不相等，所以同步失败，此时t2会进入自悬状态，重新从主内存中加载 i 的值，然后i++操作，然后进行对比操作，到同步到主内存成功为止