【高并發】為何在32位多核CPU上執行long型變量的寫操作會出現詭異的Bug問題？看完這篇我懂了！
大家好，我是冰河~~
今天我們來聊聊為何在32位多核CPU上執行long型變量的寫操作會出現詭異的Bug問題？好了，進入今天的主題吧。
寫在前面
大冰：小菜童鞋，前幾天講的知識點復習了嗎？
小菜：復習了，大冰哥，我回去關注了你的公眾號，和轉發了你的文章，看了好幾遍呢！！
大冰：好的，一定要好好復習啊，今天，我們來分析一個詭異的問題：為何在32位多核CPU上執行long型變量的寫操作會出現詭異的Bug問題呢？ 今天的內容很重要，它能夠幫助你更加深刻的理解線程的原子性問題，一定要好好聽！
詭異的問題
我們在32位多核CPU的計算機上以多線程的方式讀寫long類型的共享變量時，線程已經將變量成功寫入了內存，但是重新讀取出來的數據和之前寫入的數據不一致，這到底是為什么呢？
原因分析
其實，造成這個問題的根本原因就是線程的原子性問題，而線程的原子性問題最終的“幕后黑手”是線程切換，如果能夠禁用線程切換就能夠解決這個問題了！在操作系統層面來看，操作系統做線程切換需要依賴CPU的中斷機制，所以說，禁止CPU發生中斷就能夠禁止線程切換。
這種方案在單核CPU上是可行的，但是并不適合多核CPU。
其實，就分析為何在32位多核CPU上執行long型變量的寫操作會出現詭異的Bug問題，我們需要從數據類型占用的存儲空間來分析。long型變量是64位的，在32位CPU上執行寫操作會被拆分成兩次寫操作（分別是寫高32位和寫低32位）。我們可以用下圖來表示。
32位單核CPU
在32位單核CPU場景下，同一時刻只有一個線程執行，禁止CPU中斷，也就是說，在單核CPU上，操作系統不會重新調度線程，實際上，也就是禁止了線程切換。如果一個線程獲取到CPU資源，就可以一直執行下去，直到線程結束為止。在這個線程中，對于long型變量的兩次寫操作，要么都被執行，要么都沒有被執行，兩次寫操作具有原子性，不會出現寫入的數據和讀取的數據不一致的情況。
我們可以簡單的使用下圖來表示32位單核CPU寫long型數據這個過程。
由上圖我們可以看出，在32位單核CPU中，禁止了線程切換之后，所有的線程都是串行執行的，對于long型變量的兩次寫操作，要么都被執行，要么都沒有被執行，兩次寫操作具有原子性，不會出現寫入的數據和讀取的數據不一致的情況。
32位多核CPU
在32位多核CPU場景下，同一時刻，可能有兩個甚至更多的線程在同時執行。假設有兩個線程分別是線程A和線程B，線程A執行在CPU-01上，線程B執行在CPU-02上，此時，禁用CPU中斷，只能保證在每個CPU上執行的線程是連續的，并不能保證同一時刻只有一個線程執行，如果線程A和線程B同時寫long型變量的高32位的話，那么，就有可能出現詭異的Bug問題，也就是說，明明已經將變量成功寫入內存了，但是重新讀取出來的數據卻不是自己寫入的！！
我們可以簡單的使用下圖來表示32位多核CPU并發寫long型數據這個過程。
由上圖我們可以看出，在32位多核CPU中，如果有多個線程同時對long類型的數據進行寫操作，即使中斷CPU操作，也只能保證在每個CPU上執行的線程是連續的，并不能保證同一時刻只有一個線程執行。如果多個線程同時寫long型變量的高32位的話，那么，就有可能出現詭異的Bug問題。
總結
long型變量是64位的，在32位CPU上執行寫操作，會被拆分成寫高32位和寫低32位兩部分，如果此時有多個線程同時寫long型變量的高32位的話，就有可能出現詭異的Bug問題。
注意：不只是long型變量，在32位多核CPU上并發寫64位數據類型的數據，都會出現類似的詭異問題！！！
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寫在最后
大冰：這就是今天的主要內容了，今天的內容非常重要，它能夠幫助你更加深刻的理解并發編程的原子性問題，小菜童鞋，回去后一定要好好復習下。
小菜：好的，大冰哥，回去我一定好好復習。
最后，附上并發編程需要掌握的核心技能知識圖，祝大家在學習并發編程時，少走彎路。
好了，今天就到這兒吧，我是冰河，我們下期見~~
Java JDK JVM 任務調度 多線程
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