【Java-多线程】i++ 是线程安全的吗？

i++ 不是线程安全的操作。这个问题涉及 Java 内存模型、原子性操作、线程同步等核心概念，让我们通过一个银行账户的故事来理解：

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故事场景：银行金库争夺战

假设银行金库有 100 元现金，两个柜员（线程）同时执行以下操作：

public void withdraw() {
    if(balance > 0) {      // 1. 读取余额
        balance--;         // 2. 修改余额
    }
}

灾难现场（线程不安全）

• 线程A 读取余额 100
• 线程B 同时读取余额 100
• 线程A 扣减为 99
• 线程B 也扣减为 99
• 结果：实际支取 2 元，余额却显示 99 元

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根本原因分析

i++ 在 JVM 中实际执行三个操作：

int temp = i;    // 1. 读取主内存的值到工作内存
temp = temp + 1; // 2. 在工作内存执行计算
i = temp;        // 3. 写回主内存

线程不安全的三宗罪

1. 非原子性：三个操作可能被线程切换打断
2. 内存可见性：修改后的值可能未及时刷新到主内存
3. 指令重排序：编译器优化可能改变指令顺序

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️ 四种防御方案

方案1：synchronized 金库大锁

public synchronized void safeIncrement() {
    i++;
}

特点：像银行金库的大门锁，同一时间只允许一个柜员操作

方案2：AtomicInteger 智能保险箱

AtomicInteger atomicInt = new AtomicInteger(0);
atomicInt.getAndIncrement();

原理：通过 CAS (Compare-And-Swap) 实现无锁并发

方案3：Lock 定制密码锁

Lock lock = new ReentrantLock();
public void safeIncrement() {
    lock.lock();
    try {
        i++;
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

优势：比 synchronized 更灵活，可设置超时、中断等

方案4：Volatile 透明玻璃（不适用）

volatile int i = 0;
// 仍然不安全！

局限：只能保证可见性，无法保证原子性

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性能对比表

方案	吞吐量	等待时间	适用场景
synchronized	低	长	简单同步需求
AtomicInteger	高	无	计数器等高频操作
Lock	中	可调控	复杂同步控制
volatile	高	无	状态标志位

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思维导图总结

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最终结论

i++ 在并发环境下存在安全隐患，必须通过同步机制或原子类确保线程安全。选择方案时应根据具体场景权衡性能与复杂度，就像为不同规模的银行选择不同级别的安保系统。