看题
前一段时间面试碰见一道题目，感觉挺有意思，特意记录了下来。
大概内容就是有一个全局变量i，然后在main方法中有两个嵌套for循环，分别循环100次，然后循环中，开启新线程对变量i执行i++的操作。我对其简单做了一下修改。
一起来看下这道题目，不运行，用肉眼的看的话，你觉得是多少？给你1min思考......
private static int i = 0;
public static void add() {
i++;
}
public static void main(String[] args) {
for (int j = 0; j < 100; j++) {
new Thread(() -> {
for (int k = 0; k < 100; k++) {
add();
}
}).start();
}
System.out.println(i);
}
理想情况下，输出应该是10000才对。但是以我们多年的做题经验，即使不知道是多少，但它肯定不是10000，明显有坑让我们跳。
如果基础好点的同学，应该能猜测到输出肯定是小于等于10000的。那到底是多少，这道题考察什么知识点？
问题一：线程未执行完就输出
可能有些同学一眼就看出来是对共享变量修改的问题，然后急于回答，那你上来就错了。
第一个大坑，上面的代码在循环中开启了很多线程执行add，但是你并不能保证主线程输出之前，循环里的线程都执行完毕。
所以第一步要解决的就是等待子线程执行完成，主线程再输出才可以，如果没做这一步，后面的问题就别聊了。
修改以上代码：
private static int i = 0;
public static void add() {
i++;
}
public static void main(String[] args) {
for (int j = 0; j < 100; j++) {
new Thread(() -> {
for (int k = 0; k < 100; k++) {
add();
}
}).start();
}
// 保证子线程执行完毕
while (Thread.activeCount() > 2) {
Thread.yield();
}
System.out.println(i);
}
问题二：内存可见性
在JMM内存模型中，分为主存和工作内存，变量i的值在主存中，每个新开启的线程都有自己的工作内存，并且每个工作线程都有一份主存变量的副本。
比如线程A拿到变量并且执行完以后，将i的值2同步到主存之前；线程B拿到了i的值，执行add操作；这时候线程A将新值2同步到了主存中；线程B紧接着也执行完了add操作，同样的将新值2同步到了主存中。
本来这时候主存中i的值应该为3，但是却少了。
当然这只是随便举的一个例子，还有很多场景会导致丢失自增。
学过JMM的都知道，在Java中提供了一个关键字volatile，他能保证线程可见性，我们可以给变量i加上关键字再试一下。
private static volatile int i = 0;
输出结果：
9632
Process finished with exit code 0
可以看到还是不等于10000，说明还有别的问题，但起码我们排除了内存可见性的问题。
问题三、i++线程不安全
i++并不是一个原子性操作，在反编译后i++的class文件中，包含以下三步：
1. getstatic // 读取i的当前值
2. iadd // 将i的值加1
3. putstatic // 将新的值写回1
如果在某个线程执行这三个步骤的时候，另一个线程也进行了同样的操作，那么结果可能会丢失一次自增或者多次自增的情况。
结合问题二，可以得出结论，volatile虽然可以保证内存可见性，但是不能保证原子性。
如何解决
既然知道了是i++非原子性操作的问题，那我们就围绕它来想办法。
1. 加锁
使用synchronized或Lock锁等同步机制
private static int i = 0;
public static synchronized void add() {
i++;
}
多次执行，结果一直是10000，说明问题已修复。
10000
Process finished with exit code 0
但是你有没有发现，我这里的变量i并没有用volatile修饰，难道它不存在内存可见性问题吗？
基础知识点是不是忘了：
synchronized能保证内存可见性 。 当一个线程退出synchronized代码块时，它会刷新该代码块中所有变量的修改到主内存中。同时，当另一个线程进入synchronized代码块时，它会从主内存中获取最新的变量值。因此，synchronized不仅能确保同一时刻只有一个线程访问共享资源（即互斥性），还能确保内存可见性，即一个线程对共享变量的修改能够被其他线程看到。
需要注意的是，虽然
synchronized保证了同一时刻只有一个线程访问共享变量，但它并不能保证其他非同步访问i的操作的可见性。如果你在其他地方直接读取或修改i的值而没有使用synchronized或其他同步机制，那么可能会出现内存可见性问题。为了确保所有对i的访问都具有可见性，可以将i声明为volatile。
2. 使用原子类
在juc的包下，有一个atomic包，里面提供了许多原子类，这些原子类中的方法都来自Unsafe类，能够保证操作的原子性。
我们将代码做一下修改：
private static AtomicInteger i = new AtomicInteger();
public static void add() {
i.getAndIncrement();
}
多次执行，结果一直是10000，说明这种方式也可以解决以上问题。
总结
通过以上问题的讨论，总结一下知识点：
- volatile可以保证可见性，但不能保证原子性；
- i++线程不安全，可以通过加锁或者原子类的方式去解决；
- synchronized可以保证内存可见性，但仅仅是被修饰的代码块或方法。
