在之前的文章中java中的volatile关键字的作用_ErwinNakajima的博客-CSDN博客_java中的volatile关键字的作用

已经介绍过volatile只能保证可见性和有序性（禁止指令重排序优化），既然保证了变量的可见性，有人会有这样的疑问：

volatile变量对线程立即可见，那对volatile变量的修改都能立刻反应到其他线程。

换句话说，volatile变量在各个线程中是一致的，所以volatile变量的运算在多线程下是线程安全的，也就是可以保证原子性。

但是这里面忽略了一个问题，默认运算本身是原子操作，但是实际上对volatile i++操作并不是原子操作，从主内存读->加操作->写到主内存，下面我们分析一下这个问题。

测试案例

先通过一段Java案例代码对其进行相关的说明：

package jmm;
 
public class VolatileDemo {
 
    public static volatile int num = 0;
 
    public static void increase(){
        num ++;
    }
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //1、创建10个线程
        Thread[] threads = new Thread[10];
 
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            //十个线程都调用普通方法
            threads[i] = new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    //num ++ 操作执行1000次
                    increase();
                }
            });
            threads[i].start();
        }
 
        //等待所有线程执行完成  才继续执行下面的代码
        for (Thread thread : threads) {
            thread.join();
        }
 
        System.out.println(num);
    }
}

该代码执行后得到的结果多种多样，如：

为什么会出现这样的结果呢，接下来采取数据处理流程图进行解释说明。 

原因

在Java中，针对多线程共同处理数据操作，通常以如下方式进行：(假设2个cpu)

大家都知道num ++ 不具备原子性。

在CPU对其进行数据处理时，分为读和写两部操作。
读：num = 0；
写：num = num + 1；

 在博客缓存一致性协议(MESI)中，说到数据处理操作有如下几个步骤：
1、CPU1获取主存中，num变量信息时，将其从中拷贝副本至高速缓存中，并将其MESI状态标记为E(独享)。

2、如果此时CPU2也读取了数据，由于CPU1对其他CPU具有总线嗅探机制，当监听到被监听的数据经过BUS总线，则会将数据的状态信息变更为S(共享)状态。

3、由不同CPU去对自身独有缓存进行加锁操作，由BUS总线中的总线裁决判断哪个CPU加锁有效。

上面是数据操作的大致流程，但想过一个问题没有：

当CPU对缓存行加锁成功时，使其他CPU对该数据状态进行失效处理。

 但是，如果此时数据，已经在寄存器中经过处理，只是还并未 assign(赋值) 到指定工作内存中呢？如下所示：

此时CPU1中工作内存(高速缓存)中将数据进行失效处理。

但如果num = num + 1这个命令还在寄存器中处理，并未assign(赋值)到工作内存中，就会出现下面的情况：

 

CPU1中，针对num ++却在寄存器中正在被操作。
CPU2获取到缓存行加锁操作，将CPU1中的缓存数据进行失效处理，但并不能将寄存器中的数据也进行失效操作。

导致CPU1中，寄存器将数据num = num + 1进行运算操作，再执行assign(赋值)操作，写回工作内存中。
此时CPU1 工作内存对应数据并不存在，寄存器会将该信息进行写入工作内存并将其写回主存！

此时会导致CPU1和CPU2两个线程操作，都执行了一次num = 1的write(写入)操作，也就是两个线程都进行了操作，但结果却是1！！！

最后总结

volatile能够保证数据变化，其他线程及时的可见性。

但不能保证数据原子性操作。