面试题【1】：i++是否原子操作？并解释为什么？

上述汇编代码直接对应了前述的三阶段实现：先读取、再自增、最后写回。显而易见，这不是原子操作，如果不加锁互斥，在多线程环境下会产生错误。

优化模式下的可能变化

即使打开了编译器优化，编译器也不一定会把 i++ 编译成单条 inc dword ptr[i]。是否使用单指令取决于：

• 表达式的使用场景：如果 i++ 的结果需要在后续计算中使用（例如 int j = i++;），编译器必须保留原始值，因而仍会展开为读取‑自增‑写回的三步。
• 编译器的内部策略：不同编译器、不同版本甚至同一编译器的不同设置，都会影响最终生成的指令序列。

单指令 inc dword ptr[i] 的局限

即便编译器在某些情况下生成了 inc dword ptr[i]（单条自增指令），这在 单核 CPU 上看似安全，因为同一时刻只有一个执行流能够访问总线。但在 多核 CPU 环境中，两个核心可以几乎同时执行 inc，导致以下情况：

• 核心 A 读取旧值 5，准备写回 6。
• 核心 B 同时读取旧值 5，准备写回 6。
• 两个写回操作先后完成，最终内存只增加了 一次（仍是 6），而不是预期的两次（7）。

因此，即使出现了单指令自增，也不能保证在多核系统上是原子操作。

真正的原子自增指令：lock inc

在 x86 架构中，带 lock 前缀的指令能够在总线层面锁住对应的内存地址，确保同一时刻只有一个 CPU 能对该地址进行读‑改‑写操作。对应的原子自增指令形式为：