0x15Java引用赋值，是原子操作吗? 线程安全吗？

Q1什么是原子操作

所谓原子操作，就是该操作绝不会在执行完毕前被任何其他任务或事件打断，也就说，它的最小的执行单位，不可能有比它更小的执行单位，因此这里的原子实际是使用了物理学里的物质微粒的概念。

Q2非原子的64位操作

这是一个局部的概念，大多地方我们遇不到这样的说法

当线程在没有同步的情况下读取变量时，可能会得到一个失效值，但至少这个值是由之前某个线程设置的值，而不是一个随机值。这种安全性保证也被称为最低安全性( out-of-thin-air safety)。

最低安全性适用于绝大多数变量，但是存在一个例外：非volatile 类型的64位数值变量（double和long，请参见3.1.4节）。Java内存模型要求，变量的读取操作和写入操作都必须是原子操作，但对于非volatile类型的long和double变量，JVM允许将64位的读操作或写操作分解为两个32位的操作。当读取一个非volatile类型的long变量时，如果对该变量的读操作和写操作在不同的线程中执行，那么很可能会读取到某个值的高32位和另一个值的低32位。因此，即使不考虑失效数据问题，在多线程程序中使用共享且可变的long和double等类型的变量也是不安全的，除非用关键字volatile来声明它们，或者用锁保护起来。

Q3 Java中 有哪些数据类型，它们分别占用的空间大小是多少

一、基本数据类型：

byte：Java中最小的数据类型，在内存中占8位(bit)，即1个字节，取值范围-128~127，默认值0

short：短整型，在内存中占16位，即2个字节，取值范围-32768~32717，默认值0

int：整型，用于存储整数，在内在中占32位，即4个字节，取值范围-2147483648~2147483647，默认值0

long：长整型，在内存中占64位，即8个字节-263~263-1，默认值0L

float：浮点型，在内存中占32位，即4个字节，用于存储带小数点的数字（与double的区别在于float类型有效小数点只有6~7位），默认值0

double：双精度浮点型，用于存储带有小数点的数字，在内存中占64位，即8个字节，默认值0

char：字符型，用于存储单个字符，占16位，即2个字节，取值范围0~65535，默认值为空

boolean：布尔类型，占1个字节，用于判断真或假（仅有两个值，即true、false），默认值false

二、引用数据类型：

类、接口类型、数组类型、枚举类型、注解类型。

区别：

基本数据类型在被创建时，在栈上给其划分一块内存，将数值直接存储在栈上。

引用数据类型在被创建时，首先要在栈上给其引用（句柄）分配一块内存，而对象的具体信息都存储在堆内存上，然后由栈上面的引用指向堆中对象的地址。

例如，有一个类Person,有属性name,age,带有参的构造方法，

Person p = new Person("zhangsan",20);

在内存中的具体创建过程是：

1.首先在栈内存中位其p分配一块空间;

2.在堆内存中为Person对象分配一块空间，并为其三个属性设初值""，0；

3.根据类Person中对属性的定义，为该对象的两个属性进行赋值操作；

4.调用构造方法，为两个属性赋值为"Tom",20；（注意这个时候p与Person对象之间还没有建立联系）；

5.将Person对象在堆内存中的地址，赋值给栈中的p;通过引用（句柄）p可以找到堆中对象的具体信息。

相关知识：

静态区： 保存自动全局变量和 static 变量（包括 static 全局和局部变量）。静态区的内容在总个程序的生命周期内都存在，由编译器在编译的时候分配。

堆区： 一般由程序员分配释放，由 malloc 系列函数或 new 操作符分配的内存，其生命周期由 free 或 delete 决定。在没有释放之前一直存在，直到程序结束，由OS释放。其特点是使用灵活，空间比较大，但容易出错

栈区： 由编译器自动分配释放，保存局部变量，栈上的内容只在函数的范围内存在，当函数运行结束，这些内容也会自动被销毁，其特点是效率高，但空间大小有限

文字常量区： 常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放。

Q4有哪些操作是原子操作

有一些操作比如 int 变量的赋值，引用对象的赋值，

这些的开销很小，甚至我们似乎可以把他们理解为原子性的操作。它们在某些平台是原子性的。

但最后的结论应是：

除非代码所工作的操作系统平台环境或者java官方指定这个操作是原子性操作，线程安全的。我们不应该把它当做原子性的操作，线程安全性的操作。

那么引用进行赋值不是线程安全的，不是原子性的。至少java没有这样答应我们，因为它提供了原子操作类

JDK1.5之后的java.util.concurrent.atomic包里，多了一批原子处理类。

• 标量类：AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference
• 数组类：AtomicIntegerArray，AtomicLongArray，AtomicReferenceArray
• 更新器类：AtomicLongFieldUpdater，AtomicIntegerFieldUpdater，AtomicReferenceFieldUpdater
• 复合变量类：AtomicMarkableReference，AtomicStampedReference

AtomicBoolean，AtomicInteger，AtomicLong，AtomicReference这四种基本类型用来处理布尔，整数，长整数，对象四种数据，其内部实现不是简单的使用synchronized，而是一个更为高效的方式CAS (compare and swap) + volatile和native方法，从而避免了synchronized的高开销，执行效率大为提升。

结论

其实发现是自己跟自己挖了一个坑，答案很简单。

除非代码所工作的操作系统平台环境或者java官方指定这个操作是原子性操作，线程安全的。我们不应该把它当做原子性的操作，线程安全性的操作。

基于CAS的线程安全机制很好很高效，但要说的是，并非所有线程安全都可以用这样的方法来实现，这只适合一些粒度比较小，型如计数器这样的需求用起来才有效

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