Java自增原子性问题（测试Volatile、AtomicInteger）

这是美团一面面试官的一个问题，后来发现这是一道面试常见题，怪自己没有准备充分：i++;在多线程环境下是否存在问题？当时回答存在，接着问，那怎么解决？。。。好吧，我说加锁或者synchronized同步方法。接着问，那有没有更好的方法？

　　经过一番百度、谷歌，还可以用AtomicInteger这个类，这个类提供了自增、自减等方法（如i++或++i都可以实现），这些方法都是线程安全的。

一、补充概念

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1.什么是线程安全性？

　　《Java Concurrency in Practice》中有提到：当多个线程访问某个类时，这个类始终都能表现出正确的行为，那么就称这个类是线程安全的。

2.Java中的“同步”

　　Java中的主要同步机制是关键字“synchronized”，它提供了一种独占的加锁方式，但“同步”这个术语还包括volatile类型的变量，显式锁（Explicit Lock）以及原子变量。

2.原子性

　　原子是世界上的最小单位，具有不可分割性。比如 a=0；（a非long和double类型）这个操作是不可分割的，那么我们说这个操作时原子操作。再比如：a++；这个操作实际是a = a + 1；是可分割的，所以他不是一个原子操作。非原子操作都会存在线程安全问题，需要我们使用同步技术（sychronized）来让它变成一个原子操作。一个操作是原子操作，那么我们称它具有原子性。java的concurrent包下提供了一些原子类，我们可以通过阅读API来了解这些原子类的用法。比如：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等。

+ View codepublic class IncrementTestDemo {    public static int count = 0;    public static Counter counter = new Counter();    public static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);    volatile public static int countVolatile = 0;        public static void main(String[] args) {        for (int i = 0; i < 10; i++) {            new Thread() {                public void run() {                    for (int j = 0; j < 1000; j++) {                        count++;                        counter.increment();                        atomicInteger.getAndIncrement();                        countVolatile++;                    }                }            }.start();        }        try {            Thread.sleep(3000);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }                System.out.println("static count: " + count);        System.out.println("Counter: " + counter.getValue());        System.out.println("AtomicInteger: " + atomicInteger.intValue());        System.out.println("countVolatile: " + countVolatile);    }    }class Counter {    private int value;    public synchronized int getValue() {        return value;    }    public synchronized int increment() {        return ++value;    }    public synchronized int decrement() {        return --value;    }}

static count: 9952Counter: 10000AtomicInteger: 10000countVolatile: 9979

       第一行与最后一行，每次运行将得到不同的结果，但是中间两行的结果相同。

　　通过上面的例子说明，要解决自增操作在多线程环境下线程不安全的问题，可以选择使用Java提供的原子类，或者使用synchronized同步方法。

　　而通过Volatile关键字，并不能解决非原子操作的线程安全性。Volatile详解

三、Java中的自增原理

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　　虽然递增操作++i是一种紧凑的语法，使其看上去只是一个操作，但这个操作并非原子的，因而它并不会作为一个不可分割的操作来执行。实际上，它包含了三个独立的操作：读取count的值，将值加1，然后将计算结果写入count。这是一个“读取 - 修改 - 写入”的操作序列，并且其结果状态依赖于之前的状态。