AtomicInteger类下的incrementAndGet

首先要了解一下Java中的原子性的含义

Java中的原子性就是指操作不可再分，在多线程操作中，具有原子性的量，同一时刻只能有一个线程来对它进行操作。
例如a=1是原子性操作，a++和a+=1不是原子性操作
类似"a += b"这样的操作不具有原子性，在某些JVM中"a += b"可能要经过这样三个步骤：
```
  （1）取出a和b（2）计算a+b（3）将计算结果写入内存
```

Java中的Atomic包

Java从JDK1.5开始提供了java.util.concurrent.atomic包，方便程序员在多线程环境下，无锁的进行原子操作。原子变量的底层使用了处理器提供的原子指令，但是不同的CPU架构可能提供的原子指令不一样，也有可能需要某种形式的内部锁,所以该方法不能绝对保证线程不被阻塞。

Atomic包

在Atomic包里一共有12个类，四种原子更新方式，分别是原子更新基本类型，原子更新数组，原子更新引用和原子更新字段。Atomic包里的类基本都是使用Unsafe实现的包装类。

为什么使用AtomicInteger

我们知道java并发机制中主要有三个特性需要我们去考虑，原子性、可见性和有序性。synchronized关键字可以保证可见性和有序性却无法保证原子性。而这个AtomicInteger的作用就是为了保证原子性。

AtomicInteger的常用方法如下:

int addAndGet(int delta)
//以原子方式将输入的数值与实例中的值（AtomicInteger里的value）相加，并返回新值int getAndAdd(int delta)
//以原子方式将输入的数值与实例中的值（AtomicInteger里的value）相加，并返回旧值int getAndSet(int newValue)
//以原子方式设置为newValue的值，并返回旧值。int getAndIncrement()
//以原子方式将当前值加1，注意：这里返回的旧值。int getAndDecrement()
//以原子方式将当前值减1，注意：这里返回的旧值。getCurrentValue() //获取当前值setValue() //设置ValueincrementAndGet() //先加1，然后获取新值decrementAndGet() //先减1，然后获取新值

源码：

我们看看incrementAndGet方法的源码，发现使用的是unsafe的getAndAddInt方法，还有一个valueOffset的参数

    /*** Atomically increments by one the current value.** @return the updated value*/public final int incrementAndGet() {return unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1;}

我们可以发现在开头出现了unsafe，上面有一行注释Unsafe.compareAndSwapInt

public class AtomicInteger extends Number implements java.io.Serializable {private static final long serialVersionUID = 6214790243416807050L;// setup to use Unsafe.compareAndSwapInt for updatesprivate static final Unsafe unsafe = Unsafe.getUnsafe();private static final long valueOffset;static {try {valueOffset = unsafe.objectFieldOffset(AtomicInteger.class.getDeclaredField("value"));} catch (Exception ex) { throw new Error(ex); }}

compareAndSwap的含义
compareAndSwap又叫做CAS，CAS 即比较并替换，实现并发算法时常用到的一种技术。算法是为了保证数据的原子性。CAS操作包含三个操作数——内存位置、预期原值及新值。执行CAS操作的时候，将内存位置的值与预期原值比较，如果相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值，否则，处理器不做任何操作。
内存值 V
预估值 A
更新值 B
当且仅当 V== A 时，V = B , 否则，将不做任何操作。
Unsafe的含义
- Unsafe是位于sun.misc包下的一个类，Unsafe类使Java语言拥有了类似C语言指针一样操作内存空间的能力，这无疑也增加了程序发生相关指针问题的风险。在程序中过度、不正确使用Unsafe类会使得程序出错的概率变大，使得Java这种安全的语言变得不再“安全”，因此对Unsafe的使用一定要慎重。
- 在jdk1.9中，对Usafe进行了删除，所以因为这，那些基于Usafe开发的框架慢慢的都死掉了。Usafe在进行getAndAddInt的时候，首先是先加1，然后对底层对象的地址做出了更改。
valueOffset的含义
- 这个valueOffset是long类型的，代表的含义就是对象的地址的偏移量。unsafe.getAndAddInt(this, valueOffset, 1) + 1。这行代码的含义是，usafe通过getAndAddInt方法，对原先对象的地址进行了加1操作。

在使用CAS实现原子操作可能带来ABA问题.
我们知道CAS的原理是在比较操作值的时候，检查值有没有发生变化，如果没有发生变化则更新，但是如果一个值原来是A，中间变成B，最后又变成A，那么使用CAS进行检查时会发现值没有发生变化，但是实际上是变化了的。

解决方法：时间戳、版本号
JDK1.5之后，Atomic包提供的类AtomicStampedReference就解决了这个问题。这个类的compareAndSet方法先检查当前引用是否等于预期引用，并且检查当前标志是否等于预期标志，如果全部相等，则以原子方式将该引用和该标志的值设置为给定的更新值。

CAS算法模拟public class TestCompareAndSwap {public static void main(String[] args) {final CompareAndSwap cas = new CompareAndSwap();for (int i = 0; i < 10; i++) {new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {    //先get一次内存中的值int expectedValue = cas.get();boolean b = cas.compareAndSet(expectedValue, (int)(Math.random() * 101));System.out.println(b);}}).start();}}
}
class CompareAndSwap{private int value;//获取内存值public synchronized int get() {return value;}//比较public synchronized int compareAndSwap(int expectedValue, int newValue) {//在这里第二次获取内存中的值int oldValue = value;if(oldValue == expectedValue) {this.value = newValue;}return oldValue;}public synchronized boolean compareAndSet(int expectedValue, int newValue) {return expectedValue == compareAndSwap(expectedValue, newValue);}
}