volatile为什么没有原子性?
一、具体的实现原理
- 对volatile变量执行写操作时，会在写操作后加入一条store屏障指令
- 对volatile变量执行读操作时，会在读操作前加入一条load屏障指令
说人话：
- 对volatile变量执行读操作时，都要强制的先从主内存读取最新的变量值到工作内存，然后再读工作内存中所存储的变量副本
- 对volatile变量执行写操作时，又会强制的将工作内存中的刚刚改变的值写到主内存中去
通过上边这样模式，每个线程拿到的volatile变量值都是最新的。
注意：
volatile无法实现原子性：
private volatile int count = 0;
假设现在有两条线程分别对count执行加1操作，那么期待的结果最后count==2，但是看下边的分析：
假设有如下流程：
1）线程a获取了count==0；
2）线程b获取了count==0；
3）线程b对count+1，之后写入主内存count==1；
4）线程a对count+1，之后写入主内存count==1；
结果count==1而非count==2，原因就是线程a获取count后，volatile不能实现原子性，这个时候b也能去操作count。
想要实现原子性，使用synchronized去锁住增加方法，或者使用ReentrantLock去锁住增加代码；当然，以上场景使用AtomicInteger更好。
二、为什么不保证原子性
The Java programming language provides a second mechanism, volatile fields, that is more convenient than locking for some purposes. A field may be declared volatile, in which case the Java Memory Model ensures that all threads see a consistent value for the variable.
意思就是说，如果一个变量加了volatile关键字，就会告诉编译器和JVM的内存模型：这个变量是对所有线程共享的、可见的，每次jvm都会读取最新写入的值并使其最新值在所有CPU可见。volatile似乎是有时候可以代替简单的锁，似乎加了volatile关键字就省掉了锁。但又说volatile不能保证原子性（Java程序员很熟悉这句话：volatile仅仅用来保证该变量对所有线程的可见性，但不保证原子性）。这不是互相矛盾吗？
不要将volatile用在getAndOperate场合，仅仅set或者get的场景是适合volatile的
不要将volatile用在getAndOperate场合（这种场合不原子，需要再加锁），仅仅set或者get的场景是适合volatile的。
volatile没有原子性举例：AtomicInteger自增
例如你让一个volatile的integer自增（i++），其实要分成3步：1）读取volatile变量值到local； 2）增加变量的值；3）把local的值写回，让其它的线程可见。这3步的jvm指令为：
mov
0xc(%r10),%r8d
; Load
inc
%r8d ; Increment
mov
%r8d,0xc(%r10)
; Store
lock
addl $0x0,(%rsp)
; StoreLoad Barrier
最后一个StoreLoad为内存屏障。
什么是内存屏障
内存屏障（memory barrier）是一个CPU指令。基本上，它是这样一条指令： a) 确保一些特定操作执行的顺序； b) 影响一些数据的可见性(可能是某些指令执行后的结果)。编译器和CPU可以在保证输出结果一样的情况下对指令重排序，使性能得到优化。插入一个内存屏障，相当于告诉CPU和编译器先于这个命令的必须先执行，后于这个命令的必须后执行。内存屏障另一个作用是强制更新一次不同CPU的寄存器。例如，一个写屏障会把这个屏障前写入的数据刷新到缓存，这样任何试图读取该数据的线程将得到最新值，而不用考虑到底是被哪个cpu核心或者哪颗CPU执行的。
内存屏障（memory barrier）和volatile什么关系？
上面的虚拟机指令里面有提到，如果你的字段是volatile，Java内存模型将在写操作后插入一个写屏障指令，在读操作前插入一个读屏障指令。这意味着如果你对一个volatile字段进行写操作，你必须知道：1、一旦你完成写入，任何访问这个字段的线程将会得到最新的值。2、在你写入前，会保证所有之前发生的事已经发生，并且任何更新过的数据值也是可见的，因为内存屏障会把之前的写入值都刷新到缓存。
Load：加载操作用于从内存或寄存器中读取数据，并将其放入 CPU 的寄存器中，以供进一步处理。加载操作通常需要指定要读取数据的地址或寄存器的标识符。
Store：存储操作用于将 CPU 寄存器中的数据写入内存或寄存器的特定位置，以便将其保存或共享给其他部分的程序
volatile为什么没有原子性?
明白了内存屏障（memory barrier）这个CPU指令，回到前面的JVM指令：从Load到store到内存屏障，一共4步，其中最后一步jvm让这个最新的变量的值在所有线程可见，也就是最后一步让所有的CPU内核都获得了最新的值，但中间的几步（从Load到Store）是不安全的，中间如果其他的CPU修改了值将会丢失。
例如，线程1和线程2都可能在读取计数器的值后执行递增操作，这可能导致竞态条件。如果线程1和线程2都同时读取计数器的值为0，然后都执行递增操作，最终结果可能是计数器的值为1，而不是2。
