Java 中 ++ 操作符的线程安全性及 AtomicInteger 类

Java中 ++i 的操作是线程安全的么？

• 如果是方法里定义的局部变量，一定是线程安全的，因为每个方法栈是线程私有的。
• 如果是类的成员变量，++i则不是线程安全的，因为++i相当于 i = i + 1，可以通过synchronize块来提供同步，也可使用AtomicInteger原子操作类，这里同步体比较小(++i)，推荐使用自旋CAS实现的AtomicInteger。
• volatile不能解决这个线程安全问题。因为volatile只能保证可见性，不能保证原子性。

保证线程安全的 AtomicInteger

在 JDK 1.5 之后，Java程序才可以使用CAS操作，该操作由 sun.misc.Unsafe 类里面的 compareAndSwapInt() 和 compareAndSwapLong() 等几个方法包装提供，虚拟机编译出来的结果就是一条平台相关的处理器CAS指令。

由于Unsafe类不是提供给用户程序调用的类（Unsafe.getUnsafe() 的代码中限制了只有启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）加载的Class才能访问它），因此如果不使用反射手段，我们只能通过其他的Java API来间接使用它，如 JUC 包里的 AtomicInteger 类，其中 incrementAndGet() 等方法都使用了Unsafe类的CAS操作。

JDK 8 源码实现：

    public final int incrementAndGet() {  // 增加1,并返回结果
        return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;
    }

    public final int getAndAddInt(Object o, long offset, int delta) {
        int v;
        do {  // 自旋
            v = getIntVolatile(o, offset);
        } while (!compareAndSwapInt(o, offset, v, v + delta)); // CAS 操作
        return v;
    }

可以看到 AtomicInteger 通过自旋CAS实现了线程安全的数量变化。