java原子性操作

1. long和double类型操作的非原子性探究

深入Java虚拟机中提到，对于小于等于32位的基本类型如int，其操作是原子性的。然而，对于long和double类型，某些32位的Java虚拟机并未提供原子性操作，这可能导致错误数据的产生。相反，64位的Java虚拟机对long和double变量的处理是原子的。

在32位的Java虚拟机中，long和double变量被视为两个32位的原子值，而非一个64位的原子值。这意味着在将long类型值保存至内存时，可能存在两次32位的写操作。若两个竞争线程分别尝试写入不同的值至内存，则可能形成错误的内存值。当多个线程操作同一个变量时，流程大致分为几个步骤。

例如，若执行顺序为(1)(4)(3)(2)，则内存中的值将由线程1的高32位和线程2的低32位组成，从而形成一个错误的组合值。

在实际测试中，发现程序在while循环时陷入死循环，这表明所使用的JVM为64位。在64位JVM中，double和long的赋值操作是原子的。然而，当使用32位JVM时，程序能跳出循环，表明赋值过程被拆分，无法保证原子性。

为了解决这一问题，可以查阅Oracle Java Spec文档。文档中提到，某些Java实现可能将64位long或double值的写操作划分为两次相邻的32位值写操作，以追求更高的效率。然而，这一行为是实现可以自行决定的，Java虚拟机可以自行决定是否原子性地对待long和double值的写操作。考虑到内存模型的目的，将非volatile的long或double值的单次写操作视为两次分开的写操作（每次32位），可能会导致某个线程只读取到一次写操作中的前32位，而另一部分写操作的后32位则未被读取。对于volatile的long和double值的读写操作总是原子的，且对于引用的操作，不论其实现采用32位还是64位，总能保持原子性。

值得注意的是，volatile只能保证可见性，而非原子性。但是，通过将long和double变量声明为volatile，可以确保其操作的原子性。因此，鼓励虚拟机实现者避免将64位值的写操作拆分为两次，同时建议编码人员将共享的64位值声明为volatile，或者正确同步程序以避免可能的并发问题。