手撕面试官之volatile的作用

最新推荐文章于 2022-10-29 11:21:55 发布

bugdaybyday

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分类专栏：并发编程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/jinshengshuiqi112233/article/details/104779780

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本文深入探讨volatile关键字在多线程中的作用，包括禁用缓存的实现、防止指令重排的原理，以及如何解决由缓存行引发的伪共享问题。虽然volatile能确保可见性和有序性，但无法保证原子性，因此并不完全线程安全。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

术语

术语	描述
内存屏障	一组处理器指令，用于实现对内存操作顺序的限制
缓存行	cpu操作缓存的最小单位
伪共享	在多个线程同时读写同一个【缓存行】上的不同数据时，尽管这些变量之间没有任何关系，但是在多线程之间仍然需要同步，从而导致性能下降

volatile-禁用缓存

volatile禁用缓存并不是说真正的不缓存，而是让缓存无效来保证可见性。这里我么看下在x86处理器下通过工具获取JIT编译器生成的汇编指令。

1 priavete volatile Singleton instance；
...
2 instance = new Singleton();

第二行汇编指令为：

0x01a3de1d: movb $0×0,0×1104800(%esi);0x01a3de24: lock addl $0×0,(%esp);

因为volatile的关系，多了个lock指令，lock指令会让处理器行为发生变化：
1，将处理器缓存行的数据写回到系统内存。
2，这个写回到内存的操作一旦发生，就会导致其他CPU里的该数据的缓存无效。
在《别问我多线程为啥有bug了》里面我介绍了可见性导致的线程问题，而lock导致的这两个行为就恰好解决了可见性的问题。具体可以结合链接中的图示研究下。