搞懂i++，让面试官大吃一惊吧

看到i++大家是不是都露出了轻蔑的笑容，不就是个i++和++i的顺序问题吗？

在这里插入图片描述

错！！！那如果我问的是：多线程并发情况下i++是如何运行的，如何保证其原子性？

要了解到底怎么回事你起码需要掌握以下几点：

并发三大特性是什么？
i++操作的字节码执行到底是怎样的？
多线程并发情况下，什么骚操作才能保证i++的原子性呢？

你真的懂吗？？？

那我们接着上篇文章《还在被volatile爆锤吗？脱坑指南了解下》展示的错误使用volatile进行i++造成bug的情况来讲解。

首先处于多线程并发情况下，我们需要先知道什么是并发三大特性

原子性：原子性就是说一个操作不能被打断，要么执行完要么不执行。
可见性：可见性是指一个变量的修改对所有线程可见。即当一条线程修改了这个变量的值，新值对于其他线程来说是可以立即得知的。
有序性：为了提高程序的执行性能，编辑器和处理器都有可能会对程序中的指令进行重排序。

今天这个BUG主要是由原子性造成的，所以今天这篇文章主讲原子性。

原子性举个生活当中的例子，比如

你坐过山车，不能坐一半停下来吧？

你给别人转钱肯定希望自己的钱扣了之后，别人的账户上钱到账了，也就是所有操作都能完成。而不希望出现自己的钱扣了，没有给别人转的情况。

那我们这种希望执行完一次完整操作才能进行下一次操作是希望遵循原子性的原则，emmm…但volatile不能保证i++操作的原子性。

我们知道基本数据类型的单次读、写操作是具有原子性的。同样单个volatile 变量单次的读、写操作也具有原子性。但是对于类似于 ++,–,逻辑非！这类复合操作，这些操作整体上是不具有原子性的。

 volatile int i=0;//定义volatile变量i
 if(i==1)//单独对i读，此操作具有原子性
 i=1;//单独对i写（赋值），此操作具有原子性
 i++;//复合操作，此操作不具有原子性

因为++操作需要分三次操作完成！而不是一步执行完。要想知道为啥需要看字节码指令来找答案，知道计算机真正的操作是什么。

于是我们执行反编译命令 javap -c VolatileTest.class，我们看到increase()函数中race++是由以下字节码指令构成。

  public void increase();
    Code:
       0: aload_0
       1: dup
       2: getfield      #2                  // Field race:I
       5: iconst_1
       6: iadd
       7: putfield      #2                  // Field race:I
      10: return

是不是心里在想这是什么鬼？看不懂字节码？没关系我们下面有人话。
在这里插入图片描述
字节码释义如下：

aload_0	将this引用推送至栈顶
dup	复制栈顶值this应用，并将其压入栈顶，即此时操作数栈上有连续相同的this引用；
getfield	弹出栈顶的对象引用，获取其字段race的值并压入栈顶。第一次操作
iconst_1 	将int型(1)推送至栈顶
iadd	弹出栈顶两个元素相加（race+1），并将计算结果压入栈顶。第二次操作
putfield	从栈顶弹出两个变量（累加值，this引用），将值赋值到this实例字段race上。第三次操作，赋值

如果还看不懂，没关系，看看下面的图解你就懂了。

从字节码层面很容易分析出来并发失败的原因了，假如有两条线程同时执行race++，

（1）线程A，线程B同时执行getfield指令把race的值压入各自的操作栈顶时。volatile关键字可以保证来race的值在此时是正确（最新的值）的。

在这里插入图片描述