Java并发编程：volatile关键字解析（原子性问题）

博客园-海子：volatile关键字解：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3920373.html

在网上找到一篇非常非常好的JAVA并发编程的文章，彻底让我明白了volatile的作用，推荐大家过去观摩一下。

阅读该文章的时候有一个不太明白的地方，希望有人能解释一下，原文如下：

一、原文

volatile关键字保证了操作的可见性，但是volatile能保证对变量的操作是原子性吗？

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);
}
}

假如某个时刻变量inc的值为10，

　　线程1对变量进行自增操作，线程1先读取了变量inc的原始值，然后线程1被阻塞了；

　　然后线程2对变量进行自增操作，线程2也去读取变量inc的原始值，由于线程1只是对变量inc进行读取操作，而没有对变量进行修改操作，所以不会导致线程2的工作内存中缓存变量inc的缓存行无效，所以线程2会直接去主存读取inc的值，发现inc的值时10，然后进行加1操作，并把11写入工作内存，最后写入主存。

　　然后线程1接着进行加1操作，由于已经读取了inc的值，注意此时在线程1的工作内存中inc的值仍然为10，所以线程1对inc进行加1操作后inc的值为11，然后将11写入工作内存，最后写入主存。

　　那么两个线程分别进行了一次自增操作后，inc只增加了1。

　　解释到这里，可能有朋友会有疑问，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。

　　根源就在这里，自增操作不是原子性操作，而且volatile也无法保证对变量的任何操作都是原子性的。

二、问题

我的问题和原文评论中的4楼一样：

解释到这里，可能有朋友会有疑问，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？

问题1：线程1读取10到工作内存，然后被阻塞；线程2读取10增加1，然后写入工作内存，然后写入主存；

问题来了，当线程1重新运行的时候它不会刷新自己的缓存吗？

您在4.1节中不是解释道“　第二：使用volatile关键字的话，当线程2进行修改时，会导致线程1的工作内存中缓存变量stop的缓存行无效（反映到硬件层的话，就是CPU的L1或者L2缓存中对应的缓存行无效）；”吗？

问题2：想确定的问题，当线程1将变量a读入到了自己的工作内存，还没有修改，被阻塞；线程2将主存中的a读入工作内存修改，写入主存；线程1苏醒是继续运行还是会检测工作内存的变量a是否需要刷新呢？

三、个人猜测

不懂底层，只能靠猜，理解可能不对，但是结果是对的不就行了，假装看懂了！

如原文所说，inc++并不是一个原子操作，这行代码编译成cpu可执行编码后会变成3个操作。

首先，执行指令前会将他们先

1. 读取inc 10

2. 10 + 1

3. 将11写入inc

线程在执行以上任意一个操作时，都可能因为某些原因阻塞。而我认为，只有操作1才会校验inc的缓存行是否有效。

知道原子性问题之后，那么我们来回答上面的问题：

问题1：当线程2将inc写入主存后，其实在线程1中变量inc的缓存行已经无效化了。

但是因为inc已经读取过了（操作1），正在进行自增操作（操作2），不需要再次读取缓存行，所以inc不会刷新。

问题2：不一定，这问题其实和问题1是一样的。

线程1苏醒后，a的缓存行已经无效化。

如果后续指令使用到变量a，会重新从主存中读取a，

如果关于a的相关指令在进行中，或者已经操作完毕，就不会重新访问a，不需要再次读取缓存行。