如何使volatile count操作成为线程安全的

Question

我一直在浏览JCIP，作者说。。

线程限制的一种特殊情况适用于可变变量。对共享的易失性变量执行读-修改-写操作是安全的，只要您确保该易失性变量仅从单个线程写入

例如，实例计数被认为是一个复合操作（读取值，向其添加一个值，并更新值），声明计数为易失性不会使此操作原子化，因此线程安全在这里得不到保证！！我说得对吗？？但是在这里，作者说如果我们确保只从单个线程写入易失性变量，我们就可以修复它。我不明白这一点。请举例说明。

Answer 1

这背后的想法是，为了避免数据竞争，只有一个写入线程，然后Java内存模型通过before-before关系处理可见性保证。如果有多个写线程，那么仅仅通过将变量声明为“volatile”就无法使隐式复合操作原子化

17.4.4。同步顺序

对易失性变量v的写入（§8.3.1.4）与任何线程对v的所有后续读取同步（其中“后续”是根据同步顺序定义的）。

Answer 2

典型的用例可以是这样的：

public class Foo implements Runnable {
    private volatile int itemsProcessed;

    public int getItemsProcessed() { return itemsProcessed; }

    @Override
    public void run() {
        while (true) { //this is just an example so we don't care about stopping
            processItem(); //process a single item
            itemsProcessed++;
        }
    }
}

现在，其他人可以查询线程的进度而无需额外的同步，但只允许线程本身更新它。对于其他人，该字段是只读的。

如果没有易失性，其他线程可能根本看不到任何更改，甚至可能看到它们以古怪的顺序，有时增加，有时减少。

多个线程在不进行任何额外同步的情况下可以写入volatile变量的唯一时间是，如果写入是幂等的（也就是说，多个写入与单个写入具有相同的效果）。这可以在用于停止线程的模式中看到：

public class Foo implements Runnable {
    private volatile boolean stopped = false;

    public void stopProcessing() {
        stopped = true;
    }

    public int getItemsProcessed() { return itemsProcessed; }

    @Override
    public void run() {
        while (!stopped) { 
            processItem(); //process a single item
        }
    }
}

在这里，其他线程唯一能做的就是将stopped设置为true。不管他们中有多少人这样做，顺序如何，结果总是一样的。

Answer 3

计数本质上是两个操作，读取计数的值和存储计数1。

如果两个线程试图同时进行count，它们可能都会读取count的旧值并将其递增一。因此，在最后，如果不添加任何同步机制，最终的结果将是计数1，而不是计数2。

Volatile不能保证线程在这种情况下的安全性（不是原子的），它只能保证最近存储的值对所有线程都是可用的。但这在上述场景中没有多大帮助。您需要确保，没有其他线程将读取之前的新计数的旧值存储。

如果需要线程安全计数器，我建议您查看AtomicInteger（以及类似的）类。它们提供了计数的原子版本；incrementAndGet方法。