刚刚发现一篇关于原子与非原子操作的文章对我很有帮助。

作用于共享内存的操作是原子的，如果它相对于其他线程在一个步骤中完成。 当在共享内存上执行原子存储时，没有其他线程可以观察到修改已完成一半。 当对共享变量执行原子加载时，它会读取该变量在某一时刻出现的整个值。”

如果你有几个线程执行下面代码中的方法m1和m2:

class SomeClass {
    private int i = 0;

    public void m1() { i = 5; }
    public int m2() { return i; }
}

你可以保证任何调用m2的线程读0或5。

另一方面，对于下面的代码(其中i是长):

class SomeClass {
    private long i = 0;

    public void m1() { i = 1234567890L; }
    public long m2() { return i; }
}

调用m2的线程可以读取0、1234567890L或其他一些随机值，因为语句i = 1234567890L不能保证长时间都是原子的(JVM可以在两次操作中写入前32位和后32位，线程可能会在中间观察到i)。

“原子操作”是指从所有其他线程的角度来看是瞬时的操作。当保证生效时，您不需要担心部分完成的操作。

在Java中，除了long和double之外的所有类型的读写字段都是原子地发生的，如果字段是用volatile修饰符声明的，那么即使long和double也是原子地读写的。也就是说，我们得到了100%的结果，或者得到了100%的结果，在变量中也不可能有任何中间结果。

简单地说，原子意味着操作要么完成，要么不完成。 其他线程或cpu不会在操作中间捕获它。

这里有一个例子:假设foo是一个long类型的变量，那么下面的操作不是一个原子操作(在Java中):

foo = 65465498L;

实际上，这个变量是用两个独立的操作写的:一个写前32位，另一个写后32位。这意味着另一个线程可以读取foo的值，并看到中间状态。

使操作原子化包括使用同步机制，以确保从任何其他线程中，操作被视为单个原子(即不可分割为部分)操作。这意味着，一旦操作成为原子操作，任何其他线程都将在赋值之前或赋值之后看到foo的值。但从来没有中间值。

一个简单的方法是使变量为volatile:

private volatile long foo;

或者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

或者将其替换为AtomicLong:

private AtomicLong foo;