volatile 關鍵字 （二）

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volatile 可以保證原子性么？

volatile 關鍵字能保證變量的可見性，但不能保證對變量的操作是原子性的。

我們通過下面的代碼即可證明：

/*** 微信搜 JavaGuide 回復"面試突擊"即可免費領取個人原創的 Java 面試手冊** @author Guide哥* @date 2022/08/03 13:40**/
public class VolatoleAtomicityDemo {public volatile static int inc = 0;public void increase() {inc++;}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);VolatoleAtomicityDemo volatoleAtomicityDemo = new VolatoleAtomicityDemo();for (int i = 0; i < 5; i++) {threadPool.execute(() -> {for (int j = 0; j < 500; j++) {volatoleAtomicityDemo.increase();}});}// 等待1.5秒，保證上面程序執行完成Thread.sleep(1500);System.out.println(inc);threadPool.shutdown();}
}

正常情況下，運行上面的代碼理應輸出 2500。但你真正運行了上面的代碼之后，你會發現每次輸出結果都小于 2500。

為什么會出現這種情況呢？不是說好了，volatile 可以保證變量的可見性嘛！

也就是說，如果 volatile 能保證 inc++ 操作的原子性的話。每個線程中對 inc 變量自增完之后，其他線程可以立即看到修改后的值。5 個線程分別進行了 500 次操作，那么最終 inc 的值應該是 5*500=2500。

很多人會誤認為自增操作 inc++ 是原子性的，實際上，inc++ 其實是一個復合操作，包括三步：

1. 讀取 inc 的值。
2. 對 inc 加 1。
3. 將 inc 的值寫回內存。

volatile 是無法保證這三個操作是具有原子性的，有可能導致下面這種情況出現：

1. 線程 1 對 inc 進行讀取操作之后，還未對其進行修改。線程 2 又讀取了 inc的值并對其進行修改（+1），再將inc 的值寫回內存。
2. 線程 2 操作完畢后，線程 1 對 inc的值進行修改（+1），再將inc 的值寫回內存。

這也就導致兩個線程分別對 inc 進行了一次自增操作后，inc 實際上只增加了 1。

其實，如果想要保證上面的代碼運行正確也非常簡單，利用 synchronized、Lock或者AtomicInteger都可以。

使用 synchronized 改進：

public synchronized void increase() {inc++;
}

使用 AtomicInteger 改進：

public AtomicInteger inc = new AtomicInteger();public void increase() {inc.getAndIncrement();
}

使用 ReentrantLock 改進：

Lock lock = new ReentrantLock();
public void increase() {lock.lock();try {inc++;} finally {lock.unlock();}
}

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