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原子（atomic）本意是不能被进一步分割的最小粒子，而原子操作（atomic operation）意为不可被中断的一个或一系列操作。
一、原子操作的实现原理与CPU相关的术语：
二、处理器如何实现原子操作
处理器使用基于对缓存加锁或总线加锁的方式来实现多处理器之间的原子操作。首先处理器会自动保证基本的内存操作的原子性。处理器保证从系统内存中读取或者写入一个字节是原子的，意思是当一个处理器读取一个字节时，其他处理器不能访问这个字节的内存地址。
1）使用总线锁保证原子性：
如果多个处理器同时对共享变量进行读改写操作，那么共享变量就会被多个处理器同时进行操作，这样读改写操作就不是原子的，操作完之后共享变量的值会和期望的不一致。原因可能是多个处理器同时从各自的缓存中读取变量，分别进行操作，然后分别写入系统内存中，那么，要保证读改写共享变量的操作是原子的，就必须保证CPU1读改写共享变量时，CPU2不能操作缓存了该共享变量内存地址的缓存。
处理器使用总线锁就是来解决这个问题的，使用处理器提供的一个LOCK信号，当一个处理器在总线上输出此信号时，其他处理器的请求将被阻塞住，那么该处理器可以独占共享内存。
2）使用缓存锁保证原子性：
在同一时刻，只需保证对某个内存地址的操作是原子性即可，但总线锁定把CPU和内存之间的通信锁住了，这使得锁定期间，其他处理器不能操作其他内存地址的数据，所以总线锁定的开销比较大，处理器在某些场合下使用缓存锁定代替总线锁定来进行优化。
频繁使用的内存会缓存在处理器的L1、L2、L3高速缓存里，那么原子操作就可以直接在处理器内部缓存中进行，并不需要声明总线锁。缓存锁定是指内存区域如果被缓存在处理器的缓存行中，并且在lock操作期间被锁定，那么当它执行锁操作回写到内存时，处理器不在总线上声言LOCK信号，而是修改内部的内存地址，并允许它的缓存一致性机制来保证操作的原子性，因为缓存一致性机制会阻止同时修改由两个以上处理器缓存的内存区域数据，当其他处理器回写已被锁定的缓存行的数据时，会使缓存行无效。
三、Java如何实现原子操作
在Java中可以通过锁和循环CAS的方式来实现原子操作。
1）使用循环CAS实现原子操作：
JVM中的CAS操作正是利用处理器提供的CMPXCHG指令实现的，自旋CAS实现的基本思路就是循环进行CAS操作直到成功为止。
CAS实现原子操作的三大问题：
1、ABA问题（解决思路使用版本号）
2、循环时间长开销大
3、只能保证珍上共享变量的原子操作
2）使用锁机制实现原子操作：
锁机制保证了只有获得锁的线程才能够操作锁定的内存区域，JVM内部实现很多锁机制，有偏向锁、轻量级锁和互斥锁。除了偏向锁,JVM实现锁的方式都用了循环CAS，即当一个线程想进入同步块的时使用循环CAS的方式来获取锁，当它退出同步块的时候使用循环CAS释放锁。
