for循环每次迭代是原子操作吗？AtomicBigInteger的incrementAndGet原子性分析

核心结论 #

• incrementAndGet 方法对外表现的执行效果是原子的，完全线程安全
• JVM 不会 保证for循环的每一次迭代是原子执行的，该实现的线程安全是靠CAS自旋逻辑保障，而非JVM对循环的原子性保证

具体原理说明 #

你看到的是Java中无锁原子操作的经典实现：自旋CAS（Compare And Swap），逻辑拆解如下：

1. 循环内的三个操作valueHolder.get()读当前值、current.add()计算累加后的值、compareAndSet()尝试更新，前两个操作都不是原子的，执行过程中完全可能被线程调度打断，也可能有多个线程同时执行到这两步、拿到同一个current值。
2. 只有compareAndSet是CPU硬件级别的原子操作：执行时会先校验valueHolder当前存储的值是不是和传入的current完全一致，是才会把值更新为next返回成功，否则直接返回失败。
3. 死循环的作用就是更新失败时重试，重新读最新的值、重新计算、再尝试CAS，直到更新成功为止。

对外原子性的原因 #

从调用方的视角看，调用一次incrementAndGet要么不生效，要么就完整完成「值加1、返回新值」的效果，不会出现中间状态，也不会出现多线程同时调用导致累加丢失的问题，所以对外表现等价于原子操作。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者eztam