volatile实现原理

首先我们来讨论一种情况，现在有两个线程，一个是读线程，读取一个共享数据并打印，一个是写线程，更新共享数据，这样一个情形的原理是什么样的？

 

这样会出现一个什么样的问题呢？就是一个写线程将数据读取到内存更新的时候，读线程去读取这个数据，导致读写线程的数据不一致。

这个有什么解决方案呢?

• 总线加锁（粒度太大）
• MESI（）
  • 读操作：不做任何事情，把cache中的数据读到寄存器
  • 写操作：发出信号，通知其他cpu将该变量的cache line置为无效状态，其他的cpu要访问这个变量的时候，只能从内存中获取

 

JMM内存模型

• 主存中的数据所有线程都可以访问
• 每个线程都有自己的工作内存（本地内存）
• 工作空间数据：局部变量、内存的副本
• 线程不能直接修改内存中的数据，只能读到工作空间来修改，修改完成后刷新到内存

 

volatile关键字的语义分析：

volatile作用：让其他线程能够马上感知到某一线程对某个变量的修改

• 保证可见性：对共享变量的修改，其他线程马上能感知到 ，不保证原子性
• 保证有序性：
  • 重排序（编译阶段、指令优化阶段）：输入代码的顺序并不是实际执行的顺序；重排后对单线程没有影响，对多线程有影响
  • 规则：
    • volatile之前的代码不能调整到后面
    • volatile之后的代码不能调整到前面（as if seria）
• volatile的原理和实现原理
  • 　　HSDIS  -- 反编译  -- 汇编               Java -- class -- JVM  -- ASM文件

 

Volatile的使用场景

（1）状态标志（开关模式）

（2）双重检查锁定（Double-checked-locking）

（3）需要利用顺序性

 

Volatile与synchronized的区别：

（1）使用上的区别

volatile只能修饰变量，synchronized只能修饰方法和语句块

（2）对原子性的保证

synchronized可以保证原子性，volatile不能保证原子性

（3）对可见性的保证

都可以保证可见性，但实现原理不同

volatile对变量加了lock，synchronized使用了monitorente和monitorexit

（4）对有序性保证

volatile能保证有序性，synchronized可以保证有序性，但是代价（重量级）大，并发退化到串行

（5）其他

synchronized引起阻塞，volatile不会引起阻塞 

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