volatile 关键字 （二）

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volatile 可以保证原子性么？

volatile 关键字能保证变量的可见性，但不能保证对变量的操作是原子性的。

我们通过下面的代码即可证明：

/*** 微信搜 JavaGuide 回复"面试突击"即可免费领取个人原创的 Java 面试手册** @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，保证上面程序执行完成Thread.sleep(1500);System.out.println(inc);threadPool.shutdown();}
}

正常情况下，运行上面的代码理应输出 2500。但你真正运行了上面的代码之后，你会发现每次输出结果都小于 2500。

为什么会出现这种情况呢？不是说好了，volatile 可以保证变量的可见性嘛！

也就是说，如果 volatile 能保证 inc++ 操作的原子性的话。每个线程中对 inc 变量自增完之后，其他线程可以立即看到修改后的值。5 个线程分别进行了 500 次操作，那么最终 inc 的值应该是 5*500=2500。

很多人会误认为自增操作 inc++ 是原子性的，实际上，inc++ 其实是一个复合操作，包括三步：

1. 读取 inc 的值。
2. 对 inc 加 1。
3. 将 inc 的值写回内存。

volatile 是无法保证这三个操作是具有原子性的，有可能导致下面这种情况出现：

1. 线程 1 对 inc 进行读取操作之后，还未对其进行修改。线程 2 又读取了 inc的值并对其进行修改（+1），再将inc 的值写回内存。
2. 线程 2 操作完毕后，线程 1 对 inc的值进行修改（+1），再将inc 的值写回内存。

这也就导致两个线程分别对 inc 进行了一次自增操作后，inc 实际上只增加了 1。

其实，如果想要保证上面的代码运行正确也非常简单，利用 synchronized、Lock或者AtomicInteger都可以。

使用 synchronized 改进：

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

使用 AtomicInteger 改进：

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

使用 ReentrantLock 改进：

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

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