关于Java自增操作的原子性分析

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        刚接触编程的时候写的是C/C++，转java后，一直都认为java自增操作是原子性的操作，昨天看到一篇关于ArrayList多线程不安全的文章，里边有个Demo，发现新增操作（add）次数和List的size怎么也对不上，按照自增是原子性操作的话是应该不会出现这个问题的，但现实确实是残酷的。几经查看ArrayList的源码，都没有发现问题，于是终于怀疑到自增操作上，经验证：Java自增操作并非原子性操作。证明如下：

1、测试代码

package com.hjr.back16.common.util;

import static java.lang.System.out;

/**
 * 自增操作原子性测试
 * @author scuechjr
 * @date 2016-4-24 1:29:48
 */
public class IncrementTestDemo {
	public static int count = 0;
	public static Counter counter = new Counter();
	
	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();
					}
				}
			}.start();
		}
		
		try {
			Thread.sleep(3000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
		out.println("static count: " + count);
		out.println("Counter: " + counter.getValue());
	}
}

class Counter {
	
	private int value;

	public synchronized int getValue() {
		return value;
	}

	public synchronized int increment() {
		return ++value;
	}

	public synchronized int decrement() {
		return --value;
	}
}

代码执行结果：

static count: 9898
Counter: 10000

        其中，Counter的increment方法添加了同步锁，可以保证原子操作。Counter的数值为10000，说明count确实自增了10000次，如果自增是原子操作的话，count的值应该也是10000的，然而结果并不是的。

注意：可能有些同学在跑的Demo时有可能跑出count等于10000，这是因为多线程没有同时自增的情况，多跑几次就发现问题，或者在确认代码没有问题后，把count++这句代码后边的counter.increment()删除后多跑几次就可以了。

2、字节码分析

    上边的代码太多，换个简单的，java代码：

package com.hjr.back16.common.util;

/**
 * 
 * @author scuechjr
 * @date 2016-4-24 1:56:27
 */
public class TestDemo {
	public static int count;
	
	public void code() {
		count++;
	}
}

    code()方法对应字节码如下：

public void code();
    flags: ACC_PUBLIC

    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: getstatic     #2                  // Field count:I count++开始
         3: iconst_1      
         4: iadd          
         5: putstatic     #2                  // Field count:I count++结束
         8: return        
      LineNumberTable:
        line 12: 0
        line 13: 8

        如上字节码，我们发现自增操作包括取数（getstatic  #2）、加一（iconst_1和iadd）、保存（putstatic  #2），并不是我们认为的一条机器指令搞定的。

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/u/656588/blog/665182