“原子”在编程中意味着什么？

Question

在有效的Java书中，它指出：

语言规范保证读取或写入变量是原子的，除非变量类型为long或double JLS，17.4.7。

在Java编程或一般编程中，“原子”意味着什么？

Answer 1

下面是一个示例:假设foo是long类型的变量，那么下面的操作不是原子操作(在Java中)：

foo = 65465498L;

实际上，变量是使用两个单独的操作编写的:一个操作写前32位，第二个操作写最后32位。这意味着另一个线程可能读取foo的值，并查看中间状态。

使操作原子化包括使用同步机制，以确保从任何其他线程来看，操作都是一个单独的原子操作(即不能分割成几个部分)。这意味着任何其他线程，一旦操作是原子化的，就会在赋值之前或之后看到foo的值。但从来没有中间值。

这样做的一个简单方法是使可变挥发性

private volatile long foo;

或同步对变量的每次访问：

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替换它

private AtomicLong foo;

Answer 2

“原子操作”是指从所有其他线程的角度看来是瞬时的操作。当担保适用时，您不需要担心部分完成的操作。

Answer 3

它是“系统的其他部分似乎是瞬间发生的”，在计算过程中属于线性化性的范畴。为了进一步引用这一链接条款：

原子性是与并发进程隔离的保证。此外，原子操作通常有一个成功或失败的定义--它们要么成功地改变系统的状态，要么没有明显的效果。

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更改集推送到关系数据库，而这些更改要么全部提交，要么在发生故障时完全不提交，这样数据就不会损坏，锁和/或队列的结果，下一个操作将是不同的写入或读取，而只是在事实发生之后。在变量和线程的上下文中，这在内存中是相同的。

你的报价强调，在所有情况下，这并不一定是预期的行为。