問題

在 int i = 0; i = i++; 語句中，i = i++是線程安全的么？如果不安全，請說明上面操作在JVM中的執行過程，為什么不安全？說出JDK中哪個類能達到以上的效果，并且是線程安全而且高效的，簡述其原理。

回答

語句 i = i++;不是線程安全的。

該語句執行過程如下，

先把 i 的值取出來放到棧頂，可以理解為引入了一個第三方變量 k，此時，k的值為i，

然后執行自增操作，i的值變為1，

最后執行賦值操作 i = k (自增前的值)

因此執行結束后，i的值還是0.

從上面的分析可知，i = i++語句的執行過程有多個操作組成，不是原子操作，因此不是線程安全的。

在Java語言中，++i和i++操作并不是線程安全的，在使用的時候，不可避免的會用到synchronized關鍵字。而java.util.concurrent.AtomicInteger是一個提供原子操作的Integer類，其提供了線程安全且高效的原子操作，是線程安全的。

AtomicInteger類的底層實現原理是利用處理器的CAS操作(Compare And Swap，比較與交換，一種有名的無鎖算法)來檢測棧中的值是否被其他線程改變，如果被改變則CAS操作失敗。這種實現方法在CPU指令級別實現了原子操作，因此，其比使用synchronized來實現同步效率更高。

CAS操作過程都包含三個運算符：內存地址V、期望值E、新值N。當操作的時候，如果地址V上存放的值等于期望值E，則將地址V上的值賦為新值N，否則，不做任何操作，但是要返回原值是多少。這就保證比較和設置這兩個動作是原子操作。系統主要利用JNI(Java Native Interface，Java本地接口)來保證這個原子操作，它利用CPU硬件支持來完成，使用硬件提供swap和test_and_set指令，但CPU下同一指令的多個指令周期不可中斷，SMP(Symmetric Multi-Processing)中通過鎖總線支持這兩個指令的原子性。

總結

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