在多线程（Java或.Net）程序中，我可以假设复制变量是原子的吗？

Question

当我想知道这个问题时，我正担心我正在设计的应用程序中的竞争条件

假设我有一个大型数组或某种集合，由程序的一个组件管理，我们称之为组件监视器。它的工作是定期检查集合是否“脏”，即最近是否发生了更改，如果是，则将快照写入磁盘（这是为了在发生崩溃时检查应用程序），并再次将其标记为干净

在不同线程中运行的同一程序的其他组件调用监视器的方法向数组/集合中添加数据或修改数据。这些方法将集合标记为脏

现在，改变方法在其他组件的线程中运行，对吗？如果我没那么幸运，可能会在快照写入磁盘时调用它们，更改已经写入的数据，设置脏标志，然后监视器的线程将其取消设置，而没有保存更改（更改时它已经超过元素）。所以我有一个肮脏的收藏被标记为干净

有一段时间，我认为我可以通过制作一个集合的临时副本，将其标记为干净，然后对副本进行序列化来解决这个问题。但是复制会是原子的吗？也就是说，我能确保在复制时集合不会改变吗

同时，我想我已经找到了更好的解决方案，比如

• 在开始写入磁盘之前设置锁定标志，并使数据更改方法等待，直到该标志取消设置
• 让数据更改方法写入“更改队列”，而不是直接写入集合，并让执行磁盘写入过程的线程写入该队列

我认为锁定标志可能是最好的方式但我还是很好奇：复制变量是原子的吗

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跟进：也许这应该是一个问题本身，但实际上基本相同。根据下面的答案，我的“锁定标志”方法也可能不起作用，对吗？因为数据更改方法可能会在将锁定标志设置为“锁定”值时检查锁定标志，并确定其未锁定。所以我需要一个特殊的结构，比如互斥体，如果我真的想做对的话，对吗

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我对他对我的后续行动表示赞赏。我真的应该问这两个问题，这样我就可以接受两个答案了。请你也给他投票

Answer 1

设置32位（至少在.NET中）是原子级的，但它对您没有好处。你必须阅读它才能知道它是否被锁定，所以你可能会阅读它，在阅读之后，其他人会在你设置它之前阅读它，所以两个线程最后会出现在“受保护”代码中。这正是实际同步对象（如.NET Monitor类）的用途。您还可以使用Interlocked来检查并增加锁变量

另见：Is accessing a variable in C# an atomic operation?

Answer 2

看看java.util.concurrent.atomic——里面可能有一些你可以使用的好东西

Answer 3

不。例如，Java中的长变量在32位机器上不是原子的

此外，还有一个“线程缓存”问题——除非变量是可变的或在同步块内，否则另一个线程可能看不到变量值的更改。这适用于所有类型的变量，而不仅仅是长变量

阅读这里：http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpj/jmm.html，尤其是“原子性”和“可见性”段落

Answer 4

在JVM上工作时，您需要关注对其他线程的更改的可见性。一般来说，应该在synchronized块中进行赋值，或者变量应该是volatile，或者应该使用java.util.concurrent.atomic包中的变量包装器

然而，在您的情况下，听起来好像只有一个线程清除了“脏”标记，即保存数据的线程。如果是这种情况，请在写入数据之前清除标志。如果其他线程在您写入数据时设置了它，它将一直保持设置，直到下一次计划写入。我将使用AtomicBoolean，在检查标志和清除标志之间赋予持久性线程原子性，如下所示：

private final AtomicBoolean dirty = new AtomicBoolean();

/**
 * Any method that modifies the data structure should set the dirty flag.
 */
public void modify() {
  /* Modify the data first. */
  ...
  /* Set the flag afterward. */
  dirty.set(true);
}

private class Persister extends Thread {
  public void run() {
    while (!Thread.interrupted()) {
      if (dirty.getAndSet(false)) {
        /* The dirty flag was set; this thread cleared it 
         * and should now persist the data. */
         ...
      }
    }
  }
}

Answer 5

这在很大程度上取决于您运行的硬件和JVM

在一些硬件和JVM上，一些拷贝是原子的 但更安全的是，假设情况并非如此，即使是简单的整数到整数分配也可以转换为x856硬件上的四条机器指令

字符串和数组副本可能涉及数千条指令的序列 两个线程可以同时更新

Answer 6

不，它不是原子弹See this question为什么以及该怎么办