程序是否線程安全，取決于哪些要素呢，主要是以下三個：

原子性，

可見性，

有序性。

今天先一起來學習原子性。

原子性：

我理解一個操作不可再分，即為原子性。而在并發編程的環境中，原子性的含義就是只要該線程開始執行這一系列操作，要么全部執行，要么全部未執行，不允許存在執行一半的情況。

老生常談的銀行轉賬情況用于理解(僅限于理解，真實的銀行轉賬沒這么簡單)：

A賬戶向B賬戶轉錢，A賬戶轉出1萬元，銀行就必須保證B賬戶收到1萬元，即使有問題，也必須保證是A賬戶轉出失敗，錢還在A賬戶。不然A賬戶轉了，B賬戶卻沒收到，銀行的操作就不是原子性的，客戶的利益受到損失。

談及原子性問題，需要先了解Java內存模型的基本情況：

為了執行效率，java的內存被劃分為工作內存與主內存(可類比為計算機的高速緩存與內存)，如下圖所示：

線程與工作內存和主內存

工作內存中，放著線程使用的主內存的拷貝。線程對變量的操作必須通過工作內存進行，而不能直接訪問主內存，工作內存直接相互獨立。

內存模型中，還定義了八種原子的操作指令，供程序使用，如下所示：

-----內容參考：《深入理解java虛擬機》----begin

lock(鎖定)：作用于主內存，它把一個變量標記為一條線程獨占狀態；

read(讀取)：作用于主內存，它把變量值從主內存傳送到線程的工作內存中，以便隨后的load動作使用；

load(載入)：作用于工作內存，它把read操作的值放入工作內存中的變量副本中；

use(使用)：作用于工作內存，它把工作內存中的值傳遞給執行引擎，每當虛擬機遇到一個需要使用這個變量的指令時候，將會執行這個動作；

assign(賦值)：作用于工作內存，它把從執行引擎獲取的值賦值給工作內存中的變量，每當虛擬機遇到一個給變量賦值的指令時候，執行該操作；

store(存儲)：作用于工作內存，它把工作內存中的一個變量傳送給主內存中，以備隨后的write操作使用；

write(寫入)：作用于主內存，它把store傳送值放到主內存中的變量中。

unlock(解鎖)：作用于主內存，它將一個處于鎖定狀態的變量釋放出來，釋放后的變量才能夠被其他線程鎖定；

Java內存模型還規定了執行上述8種基本操作時必須滿足如下規則:

1、不允許read和load、store和write操作之一單獨出現(即不允許一個變量從主存讀取了但是工作內存不接受，或者從工作內存發起會寫了但是主存不接受的情況)，以上兩個操作必須按順序執行，但沒有保證必須連續執行，也就是說，read與load之間、store與write之間是可插入其他指令的。

2、不允許一個線程丟棄它的最近的assign操作，即變量在工作內存中改變了之后必須把該變化同步回主內存。

3、不允許一個線程無原因地(沒有發生過任何assign操作)把數據從線程的工作內存同步回主內存中。

4、一個新的變量只能從主內存中“誕生”，不允許在工作內存中直接使用一個未被初始化(load或assign)的變量，換句話說就是對一個變量實施use和store操作之前，必須先執行過了assign和load操作。

5、一個變量在同一個時刻只允許一條線程對其執行lock操作，但lock操作可以被同一個條線程重復執行多次，多次執行lock后，只有執行相同次數的unlock操作，變量才會被解鎖。

6、如果對一個變量執行lock操作，將會清空工作內存中此變量的值，在執行引擎使用這個變量前，需要重新執行load或assign操作初始化變量的值。

7、如果一個變量實現沒有被lock操作鎖定，則不允許對它執行unlock操作，也不允許去unlock一個被其他線程鎖定的變量。

8、對一個變量執行unlock操作之前，必須先把此變量同步回主內存(執行store和write操作)。

-----內容參考：《深入理解java虛擬機》----end

因此我們寫了一個程序，就很容易判斷是否是具備原子性的，如下所示:

int x = 10; //語句1

long y=100;//語句2

int z = x; //語句3

x++; //語句4

z = z + 1; //語句5

volatile int a=0;

a=x;//語句6

語句1：只執行了assign語句，將10賦給工作內存中的x，原子的。

語句2：由于long類型為64位的，java可能會出現寫兩次32位數據到工作內存的情況，導致操作是非原子的(幾乎所有虛擬機都對這種操作進行了封裝，使其變為和原子操作)

語句3：use獲取x的值，再assign賦值給z，非原子的。

語句4：user獲取x的值，加1，在assign賦值給x，非原子的。

語句5：user獲取z的值，加1，在assign賦值給z，非原子的。

語句6：use獲取x的值，assign賦值給a，并且馬上store將a的新值存儲到主內存中，并將其他工作線程中的a值失效，非原子的。 如果其他線程要獲取a的值，需要對應的工作內存重新從主內存中獲取(volatile的可見性原理)。

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總結

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