JMM（Java内存模型）

Java并发内存模型

hanppens-before原则

计算机缓存模型

缓存行及伪共享

基于计算机的缓存模型，计算机认为相邻的数据大概率在计算时一起被用到，为了提高效率，CPU从L3读取数据到工作内存（L2）时，默认读取64bytes的数据，会将多个数据值读到工作内存，由此引发缓存一致性问题（两个CPU均读取相同的64kb数据，其中一个CPU修改x数据，另一个CPU修改y数据，两个CPU的工作内存数据需要同步）。

解决缓存一致性问题的方案，现在CPU的数据一致性实现=缓存锁+总线锁

• 总线锁
  

• MESI-缓存锁（inter）
  

使用缓存行对齐可以提高并发效率，解决伪共享

代码执行时乱序问题

• CPU为了提高指令执行效率，会在一条指令执行过程中（比如去内存读取数据（慢100倍）），去同时执行另一条指令，前提是，两条指令没有依赖关系。
• CPU的写操作也可以合并（合并写技术），进而也可能指令重排

如何保证特定情况下不乱序

硬件级别如何保证（CPU级别的内存屏障X86）

• sfence: store| 在sfence指令前的写操作当必须在sfence指令后的写操作前完成。
• lfence：load | 在lfence指令前的读操作当必须在lfence指令后的读操作前完成。
• mfence：modify/mix | 在mfence指令前的读写操作当必须在mfence指令后的读写操作前完成。
• 原子指令，如x86上的”lock …” 指令是一个Full Barrier，执行时会锁住内存子系统来确保执行顺序，甚至跨多个CPU。Software Locks通常使用了内存屏障或原子指令来实现变量可见性和保持程序顺序

JVM级别如何规范（JSR133）

LoadLoad屏障：
对于这样的语句Load1; LoadLoad; Load2，

在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。

StoreStore屏障：

对于这样的语句Store1; StoreStore; Store2，

在Store2及后续写入操作执行前，保证Store1的写入操作对其它处理器可见。

LoadStore屏障：

对于这样的语句Load1; LoadStore; Store2，

在Store2及后续写入操作被刷出前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。

StoreLoad屏障：
对于这样的语句Store1; StoreLoad; Load2，

​ 在Load2及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。

volatile的实现细节

1. 字节码层面
   ACC_VOLATILE

2. JVM层面
   volatile内存区的读写 都加屏障

   StoreStoreBarrier

   volatile 写操作

   StoreLoadBarrier

   LoadLoadBarrier

   volatile 读操作

   LoadStoreBarrier

3. OS和硬件层面
   https://blog.youkuaiyun.com/qq_26222859/article/details/52235930
   hsdis - HotSpot Dis Assembler
   windows lock 指令实现 | MESI实现

synchronized实现细节

1. 字节码层面
   1. 同步方法：ACC_SYNCHRONIZED
   2. 同步语句块：monitorenter monitorexit
2. JVM层面
   C C++ 调用了操作系统提供的同步机制
3. OS和硬件层面
   X86 : lock cmpxchg / xxx
   https😕/blog.youkuaiyun.com/21aspnet/article/details/88571740