Question

我正在阅读一些有关Java中原子变量的文档。随处可见，AtomicInteger应该是线程安全的。

据我对原子整数的理解，它基于比较和交换算法的原理工作。如果两个线程试图在同一时间递增相同的原子变量，我无法理解如何工作。

说我已经定义了AtomicInteger var = 1，两个线程Thread_1和Thread_2正在使用它。当两个线程都尝试同时var递增T1时会发生什么。我知道这种情况很少见，但是如果发生的话该怎么办。在比较和交换中，它通过单个原子操作读取和更新变量，并从内存中检查值。因此，如果在时间T1-1时var的值为5，而Thread1和Thread2都将开始递增呢？哪一个会失败？会是随机行为吗？或我缺少一些非常基本的东西。

Answer 1

比较和交换在CPU级别是原子的。

您可以使用compare和swap显式实现增量操作：

int value = var.get();
while (!var.compareAndSwap(value, value + 1)) { 
  value = var.get();
}

CPU保证compareAndSwap是原子的（将是本机实现）。

如果两个线程同时命中该compareAndSwap，则只有一个线程将“获胜”，并由于true调用而收到compareAndSwap，因此循环停止。

另一个线程将“丢失”并接收false作为结果，因此将再次循环处理：它读取一个新值，然后再次尝试CAS。如果成功（因为没有其他线程同时尝试执行此操作，或者因为它“胜过”另一个线程），则循环停止；否则，它将再次尝试。

Answer 2

这是典型的比赛情况。将此增量操作视为一间小门的小房间，只有一个人可以容纳并执行一些操作。设法进入此房间的两个人的第一个线程将执行增量操作。然后，当完成时，第二个=“不太幸运”线程将完成其工作。但重要的是，这两个操作的结果是一致的，因为它们不会并行执行增量操作。

Answer 3

那么如果在时间T1-1处var的值为5，并且Thread1和Thread2都将开始递增它怎么办？

其中一个将成功执行比较与当前值5和新值6的比较和交换，另一个将失败并尝试使用值6和新值{ 7。它们不能同时使用当前值5和新值6来成功，它们是在CPU级别处理的。

即使它们运行在不同的内核上并且CAS操作完全在同一时间执行，仍然会有其中一项操作失败，这实际上是随机的（可能不取决于CPU的实现）。

AtomicInteger如何是线程安全的

3 个答案: