原子操作对其他执行流表现为不可分割的单次操作。例如原子加法避免两个线程在普通 count++ 的读、改、写之间互相覆盖。CPU 通常用专门指令或缓存一致性协议实现，编程语言再通过原子类型定义可移植语义。

面试中要区分三个概念：原子性表示操作不可被观察为部分完成；可见性表示一个线程的写入何时能被其他线程观察；有序性表示编译器和 CPU 能否重排内存操作。一个普通变量即使单次读写在硬件上不撕裂，也不代表复合操作原子，也不保证跨线程可见性与顺序。

原子变量可以实现计数器、标志位或无锁算法的一部分，但不能自然保护多个字段组成的不变量。例如账户余额和交易总额必须一起更新时，单个原子字段不足以提供整体事务性。复杂无锁结构还需要处理 ABA、内存回收和正确的内存序，通常比使用锁更难验证。

编程语言提供的原子 API 有不同内存序：最宽松的原子性不一定建立线程间先后关系；当 acquire 操作观察到 release 操作发布的值时，release/acquire 配对可建立发布与读取关系；顺序一致性更易理解但可能有额外成本。不能只凭“用了原子类型”断言数据竞争已经消失，所有相关访问都必须遵循同一同步协议。