i++volatile

i++

i++操作本身并不是线程安全的。这是因为i++是一个复合操作，包括读取i的值、将i的值加1、然后写回i。如果在多线程环境中，多个线程同时执行i++操作，就可能发生竞态条件（race condition），即一个线程的操作被另一个线程的操作打断，导致最终结果不确定或错误。为了在多线程环境中安全地使用i++，需要采用同步机制，如互斥锁（mutex）或原子操作（如C++11中的std::atomic_fetch_add），来确保在任何时候只有一个线程能够执行i++操作。这样可以避免竞态条件，保证线程安全。

volatile

在C++中，即使在i++操作之前对变量i使用了volatile关键字，也不能保证i++操作的线程安全。volatile关键字确保了变量的可见性和有序性，即确保了一个线程对volatile变量的修改对其他线程是可见的，并且防止了编译器对volatile变量的访问进行重排序优化。然而，volatile并不保证操作的原子性。i++操作包含读取、修改和写入三个步骤，这些步骤在多线程环境下可能被其他线程的操作打断，导致数据不一致。因此，即使使用了volatile，i++仍然可能不是线程安全的。为了在多线程环境中安全地执行类似i++的复合操作，需要使用同步机制，如互斥锁（mutex）或原子操作（如C++11中的std::atomic系列操作）。

原子类

1. 原子操作

原子操作是不可分割的操作，即操作在执行过程中不会被线程调度机制中断。在C++中，std::atomic类封装了对单个值的原子操作，比如加载（load）、存储（store）、比较并交换（compare-and-swap, CAS）、增加（fetch_add）、减少（fetch_sub）等。

2. 底层实现

a. 编译器内置的原子操作

现代C++编译器（如GCC、Clang、MSVC）通常利用处理器的特定指令（如x86的LOCK前缀指令、ARM的LDREX/STREX指令对）来实现原子操作。编译器会检查std::atomic的操作，并相应地生成使用这些硬件指令的代码。

b. 锁

虽然std::atomic旨在避免使用锁，但在某些情况下（例如，对于复杂的数据结构或不支持硬件原子操作的平台），可能需要使用锁或其他同步机制来模拟原子操作。然而，这通常不是std::atomic标准实现的方式。

c. 内存模型

C++11引入了内存模型，以支持并发编程。std::atomic类与C++的内存模型紧密相关，确保原子操作具有正确的顺序和可见性。这意味着，当一个线程修改了原子变量的值时，其他线程以某种顺序看到这个修改，这取决于操作的内存顺序（memory order）。