关于Java：“atomic” 在编程中意味着什么？


What does “atomic” mean in programming?

在有效的Java书中，它指出：

The language specification guarantees that reading or writing a
variable is atomic unless the variable is of type long or double [JLS,
17.4.7].

"原子"在Java编程或编程中意味着什么？

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这里有一个例子，因为一个例子往往比一个长的解释更清楚。假设foo是long类型的变量。以下操作不是原子操作：

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foo = 65465498L;

实际上，这个变量是用两个独立的操作来写的：一个写前32位，另一个写后32位。这意味着另一个线程可能读取EDOCX1的值(0)，并看到中间状态。

使操作原子化包括使用同步机制，以确保从任何其他线程将操作视为单个原子操作(即不可拆分为多个部分)。这意味着一旦操作成为原子操作，任何其他线程将在分配之前或之后看到EDOCX1的值(0)。但绝不是中间值。

这样做的一个简单方法是使变量不稳定：

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private volatile long foo;

或者同步对变量的每个访问：

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public synchronized void setFoo(long value) {
    this.foo = value;
}

public synchronized long getFoo() {
    return this.foo;
}
// no other use of foo outside of these two methods, unless also synchronized

或者用AtomicLong替换：

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private AtomicLong foo;
相关讨论

"原子操作"是指从所有其他线程的角度来看似乎是即时的操作。当担保适用时，您不必担心部分完成的操作。

这是"系统的其他部分似乎是瞬间发生的"，属于计算过程中线性化的范畴。要进一步引用该链接文章：

Atomicity is a guarantee of isolation from concurrent processes.
Additionally, atomic operations commonly have a succeed-or-fail
definition — they either successfully change the state of the system,
or have no apparent effect.

因此，例如，在数据库系统的上下文中，可以有"原子提交"，这意味着您可以将更新的变更集推送到关系数据库，并且这些更改要么全部提交，要么在失败的情况下全部不提交，这样数据就不会损坏，并且不会导致锁和/或队列，接下来操作将是一个不同的写入或读取，但只有在事实之后。在变量和线程的上下文中，这与应用于内存的情况大致相同。

您的报价强调，在所有情况下，这不必是预期的行为。

刚刚发现后原子操作和非原子操作对我很有帮助。

"An operation acting on shared memory is atomic if it completes in a single step relative to other threads.

When an atomic store is performed on a shared memory, no other thread can observe the modification half-complete.

When an atomic load is performed on a shared variable, it reads the entire value as it appeared at a single moment in time."

如果有多个线程执行下面代码中的M1和M2方法：

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class SomeClass {
    private int i = 0;

    public void m1() { i = 5; }
    public int m2() { return i; }
}

您可以保证任何调用m2的线程将读取0或5。

另一方面，使用此代码(其中i是长的)：

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class SomeClass {
    private long i = 0;

    public void m1() { i = 1234567890L; }
    public long m2() { return i; }
}

调用m2的线程可以读取0、1234567890L或其他随机值，因为声明i = 1234567890L对于long不保证是原子的(jvm可以在两个操作中写入前32位和后32位，线程可以在两个操作之间观察i)。

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