long/double的非原子性协定指JMM允许JVM将非volatile的64位变量读写拆为两次32位操作，导致多线程下可能读到“半更新”值；该协定与指令重排无关，但二者叠加会加剧撕裂读风险。
Java 中 long 和 double 的非原子性读写，并非源于 JVM 指令重排，而是由 Java 内存模型（JMM）明确规定的“非原子性协定”——即在 32 位平台（或未启用特定优化的 JVM）上，对 64 位变量的读/写可能被拆分为两个 32 位操作。指令重排是另一个独立问题，它可能加剧可见性风险，但不是该协定的根源。
什么是 long/double 的非原子性协定？
根据 Java 语言规范（JLS §17.7），对非 volatile 的 long 或 double 变量的单次读或写操作，不要求是原子的。这意味着：
- JVM 可将其拆成两次 32 位操作（高位 + 低位）；
- 在多线程环境下，一个线程可能读到“半更新”的值（例如：高位是旧值、低位是新值）；
- 该行为仅针对非
volatile且未被同步保护的变量； - 现代 64 位 JVM（如 HotSpot）在开启
-XX:+UseCompressedOops或默认配置下，通常对齐访问能保证原子性，但 JMM 仍不保证——程序不可依赖此实现细节。
指令重排如何与该协定交互？
指令重排本身不导致非原子性，但它会放大其危害：
- 编译器或 CPU 可能将对
long的写入与其他内存操作重排序，使“半写”状态更早对其他线程可见； - 若无
volatile或锁，重排 + 非原子写 → 其他线程不仅可能看到撕裂值，还可能在错误时机看到它； - 例如：
flag = true（普通布尔）和data = 0x1234567890ABCDEFL（普通 long）之间无 happens-before 关系，重排后，线程 B 可能在data尚未完全写完时就看到flag == true，进而读取到撕裂的data。
如何正确保障 long/double 的原子性与可见性？
唯一可移植、符合 JMM 的方式是显式同步：
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-
声明为
volatile：强制读写原子性 + 禁止重排 + 建立 happens-before； -
用
synchronized保护读写：利用管程的原子性和内存语义； -
使用
AtomicLong/AtomicLongFieldUpdater：底层通过volatile或 CAS 实现，提供更强操作（如 addAndGet）； - 避免依赖“JVM 实现看起来原子”——这不属于规范保证，禁用压缩指针（
-XX:-UseCompressedOops）或切换 CPU 架构都可能打破它。
验证非原子性的典型场景（仅用于理解，勿用于生产）
可在老旧或刻意配置的 JVM 上观察（如 32 位 JVM + 非 volatile long）：
- 线程 A 循环写入不同值（如
0x00000000FFFFFFFFL,0xFFFFFFFF00000000L）； - 线程 B 循环读取并检查是否等于任一写入值；
- 若出现既不等于前者也不等于后者的结果（如
0x0000000000000000L或中间态），即为撕裂读； - 注意：现代 HotSpot 在默认 64 位模式下极少复现，不代表问题消失，只代表实现做了额外保证。
