java - 顺序一致性和原子性有什么区别？

Question

我读到java volatile是顺序一致的，但不是原子的。对于原子性，java 提供了不同的库。

有人可以用简单的英语解释两者之间的区别吗？

（我相信问题范围包括 C/C++，因此添加了这些语言标签以吸引更多的受众。）

Answer 1

想象一个类中的这两个变量：

int i = 0;
volatile int v = 0;

而这两种方法

void write() {
    i = 5;
    v = 2;
}

void read() {
    if (v == 2) { System.out.println(i); }
}

volatile 语义保证read将打印 5 或不打印（当然假设没有其他方法正在修改字段）。如果v不是易失性的，read还不如打印 0，因为i = 5并且v = 2可以重新排序。我想这就是您所说的顺序一致性，它具有更广泛的含义。

另一方面，volatile 不保证原子性。因此，如果两个线程同时调用此方法（v 相同volatile int）：

void increment() {
    v++;
}

你不能保证 v 会增加 2。这是因为v++实际上是三个语句：

load v;
increment v;
store v;

并且由于线程交错 v 只能增加一次（两个线程将加载相同的值）。

Answer 2

假设你有这两个变量：

public int a = 0;
public volatile int b = 0;

假设有一个线程

a = 1;
b = 2;

如果另一个线程读取这些值并看到 b == 2，则保证也看到 a == 1。

但是读取线程可以看到a == 1and b == 0，因为两次写入不是原子操作的一部分，所以读取线程可能会a在第一个线程为 赋值之前看到对 的更改b。

为了使这两个写入原子，您需要同步对这两个变量的访问：

synchronized (lock) {
    a = 1;
    b = 2;
}

...

synchronized (lock) {
    System.out.println("a = " + a + "; b = " + b);
}

在这种情况下，读取线程将看到a == 0and b == 0， or a == 1and b == 2，但永远不会看到中间状态。