2021年02月22日 周一 天气晴 【不悲叹过去，不荒废现在，不惧怕未来】
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1. 操作系统的原子操作
原子操作是不可分割的，在执行完毕前不会被任何其它任务或事件中断：
在单线程中， 能够在单条指令中完成的操作都可以认为是 原子操作，不能在单条指令中完成的操作也都可以认为不是原子操作，因为中断可以且只能发生于指令之间；
在多线程中，不能被其它进程（线程）打断的操作就叫原子操作；
2. 从汇编代码看 ++i 和 i++ 是否为原子操作
++i;
00007FF7D69F17E8 mov eax,dword ptr [i]
00007FF7D69F17EB inc eax
00007FF7D69F17ED mov dword ptr [i],eax
i++;
00007FF7D69F17F0 mov eax,dword ptr [i]
00007FF7D69F17F3 inc eax
00007FF7D69F17F5 mov dword ptr [i],eax
可见，无论是 ++i 还是 i++ ，都是使用三个指令来实现的：
1、将值从内存拷贝到寄存器；
2、寄存器自增；
3、将值从寄存器拷贝到内存；
所以，++i 和 i++ 都不是原子操作。
3. 常见问题：进程有一个全局变量i，还有两个线程。i++ 在两个线程里边分别执行100次，能得到的最大值和最小值分别是多少？
3.1 多核CPU最小值为2，最大值200
由上可知，i++ 是由3条指令构成的运算操作，两个线程在 i 变量上共计需要执行100（次循环）*3（条指令）*2（个线程）= 600条指令，这600条指令在某种排列下会导致最终i的值仅为2。
假设两个线程的执行步骤如下，最终 i 的值仅为2：
-
线程A执行第一次i++，取出内存中的i，值为0，存放到寄存器后执行加1，此时CPU1的寄存器中值为1，内存中为0；
-
线程B执行第一次i++，取出内存中的i，值为0，存放到寄存器后执行加1，此时CPU2的寄存器中值为1，内存中为0；
-
线程A继续执行完成第99次i++，并把值放回内存，此时CPU1中寄存器的值为99，内存中为99；
-
线程B继续执行第一次i++，将其值放回内存，此时CPU2中的寄存器值为1，内存中为1；
-
线程A执行第100次i++，将内存中的值取回CPU1的寄存器，并执行加1，此时CPU1的寄存器中的值为2，内存中为1；
-
线程B执行完所有操作，并将其放回内存，此时CPU2的寄存器值为100，内存中为100；
-
线程A执行100次操作的最后一部分，将CPU1中的寄存器值放回内存，内存中值为2；
结果为200的情况相对简单，只需要两个线程间隔操作即可。
3.2 单核CPU最小值为100，最大值200
两个线程分别记为线程1和线程2，i++相当于取出i的值，加1，再放回去
第一种极端情况：每次线程一取出i的值后CPU时间切换到线程二，线程二也取出i的值，取到的值和线程一相等，线程二给i加一后放回去，线程一也将i加一后放回去，放回去的值也相等，相当于两个线程都执行一次i++操作，i的值只增加1，这样操作100次i的值为100
第二种极端情况：线程一和线程二间隔操作，即线程一对i++操作完成，把已经加一的数据放回去之后线程二再操作，轮流进行，最后每个线程都对i加了100次，i的值为200