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先上一段代碼：
package test;
public class Program {
public static int i = 0;
private static class Next extends Thread {
public void run() {
i = i + 1;
System.out.println(i);
}
}
public static void main(String[] args) {
Thread[] threads = new Thread[10];
for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
threads[i] = new Thread(new Next());
threads[i].start();
}
}
}
代碼很簡單，10個線程，1個共享變量，每個線程在run的時候，將變量+1，反復運行多次，可能會輸出類似下面的結果：
1
4
3
6
2
5
7
8
9
9
最后輸出了2個9，顯然有2個線程打架了，原因：
i = i + 1，雖然只有一行代碼，但在計算機內部執行時，至少會拆成3條指令
a) 讀取 i 的值，將其復制到本地的(副本)變量中
b) 將本地變量值+1
c) 將本地變量的值，覆蓋到 i 上
假如有2個線程先后到達步驟a)，但尚未完成步驟b)，這時就出問題了，會生成相同的值。要解決這個問題，當然可以通過加鎖(或synchronized)，類似下面這樣，代價是犧牲性能。
private static class Next extends Thread {
public void run() {
synchronized (this) {
i = i + 1;
}
System.out.println(i);
}
}
jdk的并發包里提供了很多原子變量，可以在"不加鎖"(注：OS底層其實還是有鎖的，只不過相對java里的synchronized性能要好很多)的情況下解決這個問題，參考下面的用法：
package test;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class Program {
public static AtomicInteger i = new AtomicInteger(0);
private static class Next extends Thread {
public void run() {
int x = i.incrementAndGet();
System.out.println(x);
}
}
public static void main(String[] args) {
Thread[] threads = new Thread[10];
for (int i = 0; i < threads.length; i++) {
threads[i] = new Thread(new Next());
threads[i].start();
}
}
}
實現原理，可以從源碼略知一二：
public final int incrementAndGet() {
for (;;) {
int current = get();
int next = current + 1;
if (compareAndSet(current, next))
return next;
}
}
1、最外層是一個死循環
2、先獲取舊值，將其復制到一個局部變量上
3、將局部變量值+1
4、比較舊值是否變化，如果沒變化，說明沒有其它線程對舊值修改，直接將新值覆蓋到舊值，并返回新值，退出循環
5、如果舊值被修改了，開始下一輪循環，重復剛才這一系列操作，直到退出循環。
所以，第4步的compareAndSet其實是關鍵，繼續看源碼：
public final boolean compareAndSet(int expect, int update) {
return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect, update);
}
最終看到的是一個native方法（說明依賴不同OS的原生實現）
public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);
再往下跟，就得有點c++/c/匯編功底了，有興趣的可自己研究下參考文章中的第2個鏈接文章
參考文章：
http://ifeve.com/concurrent-collections-8/
http://www.blogjava.net/mstar/archive/2013/04/24/398351.html
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