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C++线程安全:如果只有一个线程可以向非原子变量写入数据，但有多个线程从该变量读取数据。会遇到问题吗？

在C++中，线程安全是指多个线程同时访问共享资源时，不会出现不确定的结果或者数据竞争的情况。对于只有一个线程可以向非原子变量写入数据，但有多个线程从该变量读取数据的情况，可能会遇到以下问题：

数据竞争：当多个线程同时读取非原子变量时，如果其中一个线程正在写入数据，其他线程可能读取到不一致或者不正确的数据。这是因为读取操作和写入操作之间的顺序是不确定的，可能会导致数据的不一致性。
内存可见性：当一个线程修改了非原子变量的值时，这个修改可能不会立即对其他线程可见。其他线程可能会继续读取旧的值，而不是最新的值。这是因为不同线程的操作可能在不同的CPU缓存中进行，导致数据的不一致性。

为了解决这些问题，可以采取以下措施：

使用互斥锁（mutex）：在读取和写入非原子变量时，使用互斥锁来保护共享资源，确保同一时间只有一个线程可以访问该变量。互斥锁可以通过std::mutex类来实现。
使用原子操作（atomic）：使用原子操作可以确保对非原子变量的读取和写入是原子的，不会被其他线程中断。原子操作可以通过std::atomic类来实现。
使用条件变量（condition variable）：当某个线程正在写入非原子变量时，其他线程可以等待条件变量，直到写入操作完成。条件变量可以通过std::condition_variable类来实现。
使用读写锁（read-write lock）：如果多个线程只读取非原子变量而不写入，可以使用读写锁来提高并发性能。读写锁允许多个线程同时读取，但只允许一个线程写入。读写锁可以通过std::shared_mutex类来实现（C++17及以上版本）。

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【译】编程语言内存模型 Programming Language Memory Models

x 的值从线程 1 同步给线程 2，使用变量 done 作为准备好接收消息的信号，如果线程 1 和线程 2 都运行在自己专门的线程上，并且都执行结束，则该程序能保证按预期打印 1 吗？...同步原子和其他操作正如我们前面看到的，要编写一个无数据竞争的程序，程序员需要能够建立 “happened-before” 的同步操作，以确保一个线程不会在另一个线程读取或写入非原子变量的同时写入该变量...Java 具体的规则是对于字大小的或者是更小的变量，读取变量(或字段) x 时，必须看到通过对x的某一次写入而存储的值。如果 r 没有发生在 w 之前，那么对 x 的写入可以通过读取 r 来观察。...对 r1 的读操作（线程三第三行）可能读取到之前任意一个写，因为这两个写都发生在它之前，并且也不确定哪个会覆盖掉哪个。同理，对 r2 的读取也有可能读取到之前任意一个写入。...事实证明，对于等价的 ARMv8 指令序列，对 x 的非原子写入可以在对 y 的原子写入之前重新排序，因此该程序实际上确实产生了 r1=0，r2=1 的结果。

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线程安全(上)--彻底搞懂volatile关键字

由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存（物理内存）当中的，这时就存在一个问题，由于CPU执行速度很快，而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多，因此如果任何时候对数据的操作都要通过和内存的交互来进行...当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中。...意思就是说，在多线程环境下，某个共享变量如果被其中一个线程给修改了，其他线程能够立即知道这个共享变量已经被修改了，当其他线程要读取这个变量的时候，最终会去内存中读取，而不是从自己的工作空间中读取例如我们上面说的...缓存一致性协议刚才我在说可见性的时候，说“如果一个共享变量被一个线程修改了之后，当其他线程要读取这个变量的时候，最终会去内存中读取，而不是从自己的工作空间中读取”，实际上是这样的：线程中的处理器会一直在总线上嗅探其内部缓存中的内存地址在其他处理器的操作情况...总结一下，一个被volatile声明的变量主要有以下两种特性保证保证线程安全。可见性。有序性。 volatile真的能完全保证一个变量的线程安全吗？

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编程语言内存模型

在修改后的程序中，原子变量done用于同步对x的访问:线程1现在不可能在线程2读取x的同时写入x。这个程序没有数据竞争。...如果我们编写代码有问题，我们可以在if之前运行了x++,然后在else中用x--进行调整。也就是说，编译器可能会考虑将该代码重写为: 这是安全的编译器优化吗？在单线程程序中，是的。...但是，如果p和q指向同一个对象，并且另一个线程在读入I和j之间向p.x写入，那么为k重用旧值i违反了一致性:读入i看到了旧值，读入j看到了新值，但是读入k重用i会再次看到旧值。...同步原子和其它操作正如我们前面看到的，要编写一个无数据竞争的程序，程序员需要同步操作，这些同步操作可以建立happens-before关系，以确保一个线程不会在另一个线程读取或写入非原子变量的同时写入该变量...这个程序是无数据竞争的:非原子读取必须参与任何数据竞争，只有当r1 = 1时才执行，这证明线程1的x = 1发生在r1 = x之前，因此也发生在r2 = x之前。

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UE4的队列TQueue

，一个消息队列的性能好坏会直接影响到了两个或多个线程的性能。...显而易见，用链表+数组这种复杂的数据结构来实现队列，要保证线程安全是非常困难的，强行加锁的话性能会变得很差。...再看volatile，在C++中volatile关键字，是为了告诉编译器，这个变量会经常修改，让编译器不要生成带优化的汇编代码，而是生成每次访问都是从内存读取和写入的汇编代码。...那么可以看到这样就保证了这个变量基本是线程安全的。为什么这里加了一个基本？...因为还要考虑读取内存和写入内存这两个操作不一定能一次做完，因为这两个操作有可能是多条汇编指令，也可能单条指令不是原子指令，如果再能保证操作也是原子的，就能保证了线程安全。

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万字长文说透 volatile 的原理和面试知识点！

volatile 是一种轻量且在有限的条件下线程安全技术，它保证修饰的变量的可见性和有序性，但非原子性。相对于 synchronize 高效，而常常跟 synchronize 配合使用。 ?...读取的连续性和写入的连续性，看上去像线程直接操作了主存。 volatile 是非原子性的，即它不具备原子性。 use 和 assign 这两个操作整体上不是一个连续性的原子操作。...由于 volatile 的非原子性原因，所以它的线程安全是有条件的：运算结果不依赖但前置，或者能保证自由一个单一线程修改变量值。变量不需要与其他的状态变量共同参与不变的约束。...最后做个总结： volatile 具有可见性和有序性，不能保证原子性。 volatile 在特定情况下线程安全，比如自身不做非原子性运算。...假设 i 初值为 0，当只有一个线程执行它时，结果肯定得到 1，当两个线程执行时，会得到结果 2 吗？这倒不一定了。可能存在这种情况： ?

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C语言中volatile关键字的使用

，当读取一个变量时，为提高存取速度，编译器优化时有时会先把变量读取到一个寄存器中；以后再取变量值时，就直接从寄存器中取值；当变量值在本线程里改变时，会同时把变量的新值copy到该寄存器中，以便保持一致...互斥即一次只允许一个线程持有某个特定的锁，因此可使用该特性实现对共享数据的协调访问协议，这样，一次就只有一个线程能够使用该共享数据。...实现正确的操作需要使 x 的值在操作期间保持不变，而 volatile变量无法实现这点。（然而，如果将值调整为只从单个线程写入，那么可以忽略第一个条件。）...在缺乏同步的情况下，可能会遇到某个对象引用的更新值（由另一个线程写入）和该对象状态的旧值同时存在。...一个后台线程可能会每隔几秒读取一次该传感器，并更新包含当前文档的 volatile 变量。然后，其他线程可以读取这个变量，从而随时能够看到最新的温度值。

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Java中Volatile关键字详解

由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存（物理内存）当中的，这时就存在一个问题，由于CPU执行速度很快，而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多，因此如果任何时候对数据的操作都要通过和内存的交互来进行...也就是，当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中...通常称这种被多个线程访问的变量为共享变量。　　也就是说，如果一个变量在多个CPU中都存在缓存（一般在多线程编程时才会出现），那么就可能存在缓存不一致的问题。　　...它核心的思想是：当CPU写数据时，如果发现操作的变量是共享变量，即在其他CPU中也存在该变量的副本，会发出信号通知其他CPU将该变量的缓存行置为无效状态，因此当其他CPU需要读取这个变量时，发现自己缓存中缓存该变量的缓存行是无效的...由于synchronized和Lock能够保证任一时刻只有一个线程执行该代码块，那么自然就不存在原子性问题了，从而保证了原子性。

4792 0

Java中多线程的最佳实践

当多个线程试图在同一时间点访问同一条数据时，可能会出现争用情况。因此，程序员可能会遇到意想不到的结果，这可能会导致您在程序中遇到问题。当线程在继续之前等待对方完成时，就会发生死锁。...使用Volatile 在Java中使用线程时，Volatile 是一个好主意。Volatile 可以由多个线程更改，也可以由多线程写入和读取。...当开发人员写入一个Volatile 时，其他线程可以立即看到所有写入。因此，其他线程将始终看到最新的值。类似地，当从Volatile 读取时，所有读取都保证返回任何线程的最新写入。...换句话说，如果一个线程写入一个Volatile ，而另一个线程从中读取，则无法保证读取和写入的顺序。只有一个保证：它将返回最近的写入。...这确保了没有两个线程同时写入资源，这可能会导致数据损坏。在Java中使用读/写锁时，需要记住以下几点：确保在锁定块内执行所有写入操作。这将确保在特定时间点只有一个线程能够写入资源。

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C++并发编程中的锁的介绍

读写锁允许多个线程同时读取共享资源，但只允许一个线程写入共享资源。条件变量：包括std::condition_variable、std::condition_variable_any等。...如果所有的共享数据都是只读的，就没问题，因为一个线程所读取的数据不受另一个线程是否正在读取相同的数据而影响恶性条件竞争恶性条件竞争通常发生于多线程对多于一个的数据块的修改时，产生了非预想的执行效果，即竞态条件是多个线程同时访问共享资源...竞态条件（Race Condition）指的是多个线程访问共享变量时，最终的结果取决于多个线程的执行顺序。竞态条件不一定总是错误的，但它们可能导致非预期的结果。...数据竞争（Data Race）指的是多个线程同时访问同一个共享变量，并且至少有一个线程对该变量进行了写操作。数据竞争是一种错误，因为它可能导致未定义的行为。...选择粒度对于锁来说很重要：为了保护对应的数据，保证锁有能力保护这些数据也很重要，但是锁的粒度太粗，就会导致锁竞争频繁，消耗不必要的资源，也会导致多线程并发收益不高因此必须保证锁的粒度既可以保证线程安全也能保证并发的执行效率

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Java并发编程：volatile关键字解析

由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存（物理内存）当中的，这时就存在一个问题，由于CPU执行速度很快，而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多，因此如果任何时候对数据的操作都要通过和内存的交互来进行...也就是，当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中...通常称这种被多个线程访问的变量为共享变量。　　也就是说，如果一个变量在多个CPU中都存在缓存（一般在多线程编程时才会出现），那么就可能存在缓存不一致的问题。　　...它核心的思想是：当CPU写数据时，如果发现操作的变量是共享变量，即在其他CPU中也存在该变量的副本，会发出信号通知其他CPU将该变量的缓存行置为无效状态，因此当其他CPU需要读取这个变量时，发现自己缓存中缓存该变量的缓存行是无效的...由于synchronized和Lock能够保证任一时刻只有一个线程执行该代码块，那么自然就不存在原子性问题了，从而保证了原子性。

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干货：Java并发编程系列之volatile（二）

原子性（Atomicity）：是指一个操作是不可中断的，即使是多个线程同时执行的情况下，一个操作一旦开始，就不会被其它线程干扰。...特性可见性当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值立即被更新到主存，所以对其他线程是可见的。当其他线程需要读取该值时，其他线程会去主存中读取新值。...相反普通的共享变量不能保证可见性，因为普通共享变量被修改后并不会立即被写入主存，何时被写入主存也不确定。当其他线程去读取该值时，此时主存可能还是原来的旧值，这样就无法保证可见性。...如果volatile修饰并发线程中共享变量，而该共享变量是非原子操作的话，并发中就会出现问题。...如果对声明了volatile的变量进行写操作，JVM会向处理机发送一条Lock前缀指令，将这个变量所在的缓存行的数据写回到系统内存。

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日常理解

什么叫线程安全？servlet是线程安全吗? { 答：如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。...ThreadLocal为每一个线程提供一个独特的变量副本，从而隔离了多个线程对访问数据的冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。...也就是，当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中...为什么代码会重排序. { 由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存（物理内存）当中的，这时就存在一个问题，由于CPU执行速度很快，而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多...也就是，当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中

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猫头鹰的深夜翻译：Volatile的原子性, 可见性和有序性

volatile就像是synchronized的一个亲戚，读取volatile数据就像是进入一个synchronized块，而写入volatile数据就像是从synchronized块中离开。...我们需要了解以下有关读写volatile的内容: 当一个线程写入一个volatile变量，另一个线程看到写入，第一个线程会告诉第二个线程关于内存变化的内容，直到它执行写入该volatile变量。...在这里，线程2看到了线程1的内容。 ? 我们可以声明 final 类型的volatile变量吗？...它可能会导致一个线程看到另一个线程写入的64位值的前32位，而第二个线程看到来自另一个线程写入的后32位。读写volatile的long/double类型变量总是原子性的。...可以的，而且当对变量进行增加或减少操作时，最好使用atomic类。AtomicInteger通常使用volatile或是CAS来实现线程安全。

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JAVA初级岗面试知识点——基础篇

HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个；可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时，可能是 HashMap中没有该键，也可能使该键所对应的值为null。...这个NIO是JDK1.7以后有的 ,它们俩的主要区别是 :io 是面向流是阻塞 io,nio 是面向缓冲,非阻塞的 io; io 话每次从流中读取一个多个字节 ,直到读取完所有的字节 ,没有缓存到...在这个过程中不能干其他的事情 . nio 的非阻塞模式 ,当发送一个读取数据的请求的时候 ,如果没有读取到可用的数据 ,就什么也不会获取 ,且不会让线程阻塞写也是这样。...应用场景：在只涉及可见性，针对变量的操作只是简单的读写（保证操作的原子性）的情况下可以使用volatile来解决高并发问题，如果这时针对变量的操作是非原子的操作，这时如果只是简单的i++式的操作，可以使用原子类...它维护了一对相关的锁 ——“读取锁”和“写入锁”，一个用于读取操作，另一个用于写入操作。他的两个实现类读锁readerLock和写锁writerLock。 57、线程间通信的几种实现方式？

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火爆全网的JAVA面试题及答案汇总|第一部分Java基础知识点

HashMap中，null可以作为键，这样的键只有一个；可以有一个或多个键所对应的值为null。当get()方法返回null值时，可能是 HashMap中没有该键，也可能使该键所对应的值为null。...这个NIO是JDK1.7以后有的，它们俩的主要区别是： IO是面向流是阻塞IO，NIO是面向缓冲，非阻塞的 IO; IO话每次从流中读取一个多个字节，直到读取完所有的字节 ,没有缓存到任何地方。...就是说一个线程调用 read 或者 write()时，这个线程就已经被阻塞了，直到读取到一些数据为止，或者是完全写入。在这个过程中不能干其他的事情。...NIO的非阻塞模式 ,当发送一个读取数据的请求的时候，如果没有读取到可用的数据，就什么也不会获取，且不会让线程阻塞。...非阻塞的IO的空闲时间可用用来做其他的，操作所以，一个单独的非阻塞线程可以管理多个输入和输出通道，另外 NIO 还有一个selector（选择器），它是可以管理多个输入输出的通道。

4033 0

Java并发编程之volatile关键字解析

由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存（物理内存）当中的，这时就存在一个问题，由于CPU执行速度很快，而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多，因此如果任何时候对数据的操作都要通过和内存的交互来进行...也就是，当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中...比如上面例子中如果一个线程在执行 i = i +1，如果在执行这段代码的过程中，在总线上发出了LCOK#锁的信号，那么只有等待这段代码完全执行完毕之后，其他CPU才能从变量i所在的内存读取变量，然后进行相应的操作...它核心的思想是：当CPU写数据时，如果发现操作的变量是共享变量，即在其他CPU中也存在该变量的副本，会发出信号通知其他CPU将该变量的缓存行置为无效状态，因此当其他CPU需要读取这个变量时，发现自己缓存中缓存该变量的缓存行是无效的...由于synchronized和Lock能够保证任一时刻只有一个线程执行该代码块，那么自然就不存在原子性问题了，从而保证了原子性。

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Java并发编程之volatile关键字解析

由于程序运行过程中的临时数据是存放在主存（物理内存）当中的，这时就存在一个问题，由于CPU执行速度很快，而从内存读取数据和向内存写入数据的过程跟CPU执行指令的速度比起来要慢的多，因此如果任何时候对数据的操作都要通过和内存的交互来进行...也就是，当程序在运行过程中，会将运算需要的数据从主存复制一份到CPU的高速缓存当中，那么CPU进行计算时就可以直接从它的高速缓存读取数据和向其中写入数据，当运算结束之后，再将高速缓存中的数据刷新到主存当中...比如上面例子中如果一个线程在执行 i = i +1，如果在执行这段代码的过程中，在总线上发出了LCOK#锁的信号，那么只有等待这段代码完全执行完毕之后，其他CPU才能从变量i所在的内存读取变量，然后进行相应的操作...它核心的思想是：当CPU写数据时，如果发现操作的变量是共享变量，即在其他CPU中也存在该变量的副本，会发出信号通知其他CPU将该变量的缓存行置为无效状态，因此当其他CPU需要读取这个变量时，发现自己缓存中缓存该变量的缓存行是无效的...由于synchronized和Lock能够保证任一时刻只有一个线程执行该代码块，那么自然就不存在原子性问题了，从而保证了原子性。

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Java多线程参考手册博客分类：经典文章转载

这使得本来不需要同步的一些原子操作，例如 boolean成员变量存储和读取也变得不安全。...因此只有对volatile变量进行的原子操作（读取和赋值）才是线程安全的，像自增++自减--这样包含多个命令的操作仍然需要其它的同步措施。 ...在有些应用场景中读取可能需要花费较长时间，我们需要使用互斥锁来阻止并发的写入操作以保证数据的一致性。但是对于并发的读取线程其实并不需要使用同步。...事实上只有使数据发生变化的操作才需要同步，我们希望有一种方法可以把读取和写入区分开来，读取和写入的操作之间是互斥的，但是多个读取操作可以同时进行，这样可以有效提高读取密集型程序的性能。...事实上并不是所有的竞争条件都是需要避免的，只有当竞争条件出现在非线程安全的代码段时才会引起问题。

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Java-volatile-面试官最喜欢问的关键字之一

这么说来，只有简单的读取，赋值是原子操作，还只能是用数字赋值，用变量的话还多了一步读取变量值的操作。...当一个变量被 volatile修饰时，那么对它的修改会立刻刷新到主存，当其它线程需要读取该变量时，会去内存中读取新值。而普通变量则不能保证这一点。 ...这条再拎出来说，其实就是如果一个变量声明成是 volatile的，那么当我读变量时，总是能读到它的最新值，这里最新值是指不管其它哪个线程对该变量做了写操作，都会立刻被更新到主存里，我也能从主存里读到这个刚写入的值...2)读取变量的值之前先行判断是否已经有过写操作，如果存在写操作，那么直接从主存中取数据，然后再次判断是否有写操作（这有点像递归了），如果发现不存在写操作，才从工作内存中读取变量的值。...但是volatile却不能保证这一点，因为从写操作开始直至真正地写入主存中的过程中，写操作没有执行完，所有线程都可以访问volatile类型变量，而多个线程在此过程中都是认为主存中的变量并未被改变，认为其是最新值

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linux系统编程之基础必备（六）：可重入函数、线程安全、volatile

也就是说函数如果使用静态变量，通过加锁后可以转成线程安全函数，但仍然有可能不是可重入的。我们所熟知的malloc 也是线程安全但不是可重入的。 ...引入了信号处理函数使得一个进程具有多个控制流程，如果这些控制流程访问相同的全局资源（全局变量、硬件资源等），就有可能出现冲突，如下面的例子所示。 ?...，每次读上来的值都可能不一样；即使多次向变量的内存单元中写数据，只写不读，也并不是在做无用功，而是有特殊意义的；什么样的内存单元会具有这样的特性呢？...对于多线程的程序，访问冲突的问题是很普遍的，解决的办法是引入锁，获得锁的线程可以完成“读-修改-写”的操作，然后释放锁给其它线程，没有获得锁的线程只能等待而不能访问共享数据，这样“读-修改-写”三步操作组成一个原子操作...如果光对共享变量使用volatile 修饰而在可能存在竞争的操作中不加锁或使用原子操作对解决多线程竞争没有任何作用，因为volatile 并不能保证操作的原子性，在读取、写入变量的过程中仍然可能被其他线程打断导致意外结果发生

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