Java 函数是如何变成原子的？

我一直在读一本名为《多处理器编程的艺术》（art of multiprocessor programming）的书，遇到了诸如get（）、getandset（）、compareandset（）、getandIncrease（）、getandIncrease（）等函数

书中说，上面所有的函数都是原子函数，我同意，但我自己对某些函数如何变成原子函数有疑问

为什么带有get或compare的函数变成原子函数因为它必须等待，直到它得到值，或者等待，直到某个条件变为真，这会产生一个障碍，因此原子

我这样想对吗？有什么我错过的吗

当我这样做的时候

 if (tail_index.get() == (head_index.getAndIncrement()) 

---

这是原子的吗？

通过添加显式线程安全性，使方法相对于某个实例成为原子的。在许多情况下，这是通过将方法标记为

synchronized

来实现的。这里没有魔法，如果您查看声称方法是原子的线程安全类的源代码，您将看到锁定

---

请注意你的第二部分，不，它不是原子的。每个方法调用都是原子性的，但当您将两个方法组合在一起时，组合就不是原子性的

get

和

getAndIncrement

已显式设置为原子。一旦您添加了其他代码（或调用的组合），它就不是原子的，除非您这样做。

通过添加显式线程安全性，相对于某个实例，方法是原子的。在许多情况下，这是通过将方法标记为

synchronized

来实现的。这里没有魔法，如果您查看声称方法是原子的线程安全类的源代码，您将看到锁定

---

请注意你的第二部分，不，它不是原子的。每个方法调用都是原子性的，但当您将两个方法组合在一起时，组合就不是原子性的

get

和

getAndIncrement

已显式设置为原子。一旦您添加了其他代码（或调用的组合），它就不是原子的，除非您这样做。

否，使用

get（）

的函数不是原子的。但是，例如，

getAndIncrement

或

compareAndSet

本身就是原子的。这意味着它保证了，所有的逻辑都是原子化的。对于

get（）。非易失性和非原子值：在某些情况下，设置为非易失性域的值对其他线程不可见；这些线程获取旧值读取字段的值

但您始终可以使用
原子*
类和其他同步原语编写原子函数。
不，使用
get（）
的函数不是原子函数。但是，例如，
getAndIncrement
或
compareAndSet
本身就是原子的。这意味着它保证了，所有的逻辑都是原子化的。对于
get（）。非易失性和非原子值：在某些情况下，设置为非易失性域的值对其他线程不可见；这些线程获取旧值读取字段的值

但您始终可以使用
atomic*
类和其他同步原语编写原子函数。
如果函数看起来是瞬时发生的，那么它就是原子的。[]

这里，“似乎”是指从系统其他部分的角度来看。例如，考虑一个反转链表的同步函数。对于外部观察者来说，该操作显然不是瞬时发生的：它需要多次读写来更新所有列表指针。但是，由于锁一直处于锁定状态，因此在这段时间内，系统的任何其他部分都无法读取列表，因此对他们来说，更新似乎是即时的

同样，在现代计算机上，CAS（比较和设置）操作实际上不会立即发生。一个CPU内核获得对该值的独占写访问权需要时间，然后另一个CPU内核需要更多时间重新获得读取访问权以查看新值。在此期间，CPU并行执行其他指令。为了确保即时执行的假象得到保留，JVM在CAS操作之前和之后都会发出CPU指令，以确保在CAS完成之前不会启动和执行逻辑上的后续读取（例如，这将允许您在实际获取锁之前读取链表的一部分），并且，在CAS完成后，没有逻辑上在前面的写入延迟和执行（这将允许另一个线程在链表完全更新之前获取锁）

这些CPU排序指令是和之间的关键区别（“可能会错误地失败”位很容易通过循环得到纠正）。如果没有排序保证，弱CAS操作无法用于实现大多数并发算法，并且“很少是compareAndSet的合适替代方案”

如果这听起来很复杂…嗯…是的！这就是为什么。为了显示一个并发算法的正确性，你必须考虑其他线程可能会做些什么来搅乱你。如果你认为他们是对手，试图打破原子性的幻觉，这可能会有所帮助。例如，让我们考虑一下你的例子：

if (tail_index.get() == (head_index.getAndIncrement()))

我假设这是一个方法的一部分，该方法将从堆栈中弹出一个项，该堆栈实现为带有索引计数器的循环数组，如果堆栈现在为空，则执行“if”的主体。由于head_索引和tail_索引是分开访问的，因此您的对手可以使用任意数量的操作来“分割”它们。（例如，假设您的线程被get和getAndIncrement之间的操作系统中断。）因此，他可以很容易地将几十个项目添加到