一、補充概念

1.什么是線程安全性？

《Java Concurrency in Practice》中有提到：當多個線程訪問某個類時，這個類始終都能表現出正確的行為，那么就稱這個類是線程安全的。

2.Java中的“同步”

Java中的主要同步機制是關鍵字“synchronized”，它提供了一種獨占的加鎖方式，但“同步”這個術語還包括volatile類型的變量，顯式鎖（Explicit Lock）以及原子變量。

3.原子性
　原子是世界上的最小單位，具有不可分割性。比如 a=0；（a非long和double類型）這個操作是不可分割的，那么我們說這個操作時原子操作。再比如：a++；這個操作實際是a = a + 1；是可分割的，所以他不是一個原子操作。非原子操作都會存在線程安全問題，需要我們使用同步技術（sychronized）來讓它變成一個原子操作。一個操作是原子操作，那么我們稱它具有原子性。java的concurrent包下提供了一些原子類，我們可以通過閱讀API來了解這些原子類的用法。比如：AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference等。
Volatile修飾的成員變量在每次被線程訪問時，都強迫從共享內存重新讀取該成員的值，而且，當成員變量值發生變化時，強迫將變化的值重新寫入共享內存，這樣兩個不同的線程在訪問同一個共享變量的值時，始終看到的是同一個值。
代碼示例：

 
public class IncrementTestDemo {

    public static int count = 0;
    public static Counter counter = new Counter();
    public static AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
    volatile public static int countVolatile = 0;
    
    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();
                        atomicInteger.getAndIncrement();
                        countVolatile++;
                    }
                }
            }.start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        System.out.println("static count: " + count);
        System.out.println("Counter: " + counter.getValue());
        System.out.println("AtomicInteger: " + atomicInteger.intValue());
        System.out.println("countVolatile: " + countVolatile);
    }
    
}

class Counter {
    private int value;

    public synchronized int getValue() {
        return value;
    }

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

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

輸出結果

static count: 9952
Counter: 10000
AtomicInteger: 10000
countVolatile: 9979

第一行與最后一行，每次運行將得到不同的結果，但是中間兩行的結果相同。

通過上面的例子說明，要解決自增操作在多線程環境下線程不安全的問題，可以選擇使用Java提供的原子類，或者使用synchronized同步方法。

而通過Volatile關鍵字，并不能解決非原子操作的線程安全性。

java語言規范指出：為了獲取最佳的運行速度，允許線程保留共享變量的副本，當這個線程進入或者離開同步代碼塊時，才與共享成員變量進行比對，如果有變化再更新共享成員變量。這樣當多個線程同時訪問一個共享變量時，可能會存在值不同步的現象。

而volatile這個值的作用就是告訴VM：對于這個成員變量不能保存它的副本，要直接與共享成員變量交互。
建議：當多個線程同時訪問一個共享變量時，可以使用volatile，而當訪問的變量已在synchronized代碼塊中時，不必使用。
缺點：使用volatile將使得VM優化失去作用，導致效率較低，所以要在必要的時候使用。