相信很多同学在学习java并行编程的时候,都会接触到java内存模型(JMM: java memory model)这个概念。那么为了理解java内存模型,大家当然一般都会去看Doug Lea的这篇对JMM的解释文章。通过这篇文章,我们知道,volatile关键字主要是通过相关芯片的memory barrier机制实现的。那么,我们为了彻底理解volatile关键字,主要的工作就是弄懂memory barrier的原理及其实现机制。
1、何为Memory Barrier?
Memory Barrier的中文直译是”内存屏障“。从字面意思看,有点抽象,这到底是什么鬼?不着急,我们先从一个简单的程序说起。
//变量x与f的类型都为int,并且初始化值为0
//线程A
x = 55;
f = 2;
//线程B
while(f == 0){
//什么也不做
}
System.out.println(x);
这个简单的java程序里面包含两个线程的程序片段。变量x和f在线程A和线程B中共享,线程A中,变量x和f的值被分别重写为55和2;线程B中,当f不等于0时,打印x的值。假设这个程序在多核或者多cpu的机器上运行(后面再解释为什么有这个前置条件),那么,问题来了,当两个线程同时运行时,被打印出来的x的值是多少呢?如果这里f的变量类型仅是int,那么答案是不确定的,打印出来的可能是0,也可能是55。如果f的变量类型是volatile int,那么打印出来的一定是55。(先不要问为什么,先知道这就是volatile的效果。)
在前面我们提到,volatile是由芯片的memory barrier指令实现的,那么对于volatile变量的读写操作,我们可以理解为使用了memory b