两个线程同时执行循环操作

题目

i初始值为0
两个线程同时执行循环操作，在不加任何同步下循环执行i++，i可能出现的最小值是多少？
或者
i++在两个线程分别执行100次，最大值和最小值分别多少？

如下示例代码，i的最大值和最小值分别多少

public class TwoThreadForLoop {
    private final int N = 100;
    private int i = 0;

    public class ForLoopTest extends Thread{
        @Override
        public void run() {
            for (int j = 0; j < N; j++){
                i++;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
        }
    }

    public void runTest(){
        ForLoopTest t1 = new ForLoopTest();
        ForLoopTest t2 = new ForLoopTest();
        t1.start();
        t2.start();
    }

    public int getI(){
        return i;
    }

    public static void main(String[] args){
        TwoThreadForLoop loop = new TwoThreadForLoop();
        loop.runTest();
        System.out.println("i = " + loop.getI());
    }
}

解析

Java内存模型有工作内存和主内存概念区别，每条线程都操作自己独有的工作内存，不同线程之间的数据通过主内存进行交换。具体可以参考Java内存模型(Java Memory Model, JMM)。

在上面的代码中变量i的访问，两条线程都是基于自己工作内存进行操作，然后通过主内存进行数据的交换。i最终可能有多种不同的值。但是两条线程各自执行100次自增1的操作，最多也只会将i加到200，而绝对不会超过这个值。

所以第一个问题，最大值是200。

而最小值是2。这时两条线程的执行轨迹如下所述(假设两条线程分别为线程A和线程B)：

1. 线程B暂时没执行，线程A执行i++操作99次后写回主内存，此时主内存i=99；
2. 线程B在线程A写回内存前读到i=0，并且执行一次i++操作后，写回主内存，会覆盖掉线程A的执行结果，此时主内存i=1；
3. 线程A读取i=1，执行最后一次i++操作，线程A工作内存中i=2，这次还没有写回主内存，主内存仍旧是i=1；
4. 线程B在i=1基础上执行了余下的99次i++操作，等到结果i=100，写回主内存中，此时主内存i=100；
5. 第3步中线程A此时将自己工作内存中的i=2写回主内存，覆盖之前的结果，主内存中最终i=2。

上面的结果是一种理论的分析，因为线程执行速度很快，两条线程真正执行时很难产生i=2的结果，概率极低。执行上面的代码会随机产生不同的结果，所以在实际开发中要注意多线程情况下数据的不一致，对于共享的数据要进行加锁。

下面是随机执行5次产生的结果，也是并发带来的数据不一致问题：
第一次：

Thread-1
Thread-0
i = 120

第二次：

i = 127
Thread-0
Thread-1

第三次：

i = 100
Thread-1
Thread-0

第四次：

Thread-0
Thread-1
i = 200

第五次：

i = 68
Thread-1
Thread-0