Java volatile 怎么保证不被指令重排序优化

最新推荐文章于 2025-05-30 09:32:44 发布
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#java #volatile

本文详细介绍了Java内存模型的内存交互操作，包括lock、unlock、read、load、use、assign、store和write。强调了volatile关键字如何保证内存可见性和禁止指令重排序，以及其在happens-before原则中的作用。通过实例分析，揭示了volatile禁止重排序的原理，确保多线程环境下的正确性。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

内存间交互操作

  • lock: 作用主内存
  • unlock: 作用主内存
  • read/load：这两个操作顺序执行,不能单独出现;主内存的变量=>工作内存的变量
  • use: 作用工作内存,把工作内存变量传给执行引擎
  • assign: 作用工作内存,把执行引擎收到的值赋给工作内存变量
  • store/write: 这两个操作顺序执行;不能单独出现;工作内存的变量=>主内存的变量

通过主内存与工作内存交互来理解这些操作:

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volatile是如何禁止指令进行重排序的
weixin_69252724的博客
04-13 572
为了保证能正确实现volatile的内存语义，JMM在采取了保守策略：在每个volatile写的后面，或者在每个volatile读的前面插入一个StoreLoad屏障。虽然StoreStore屏障主要作用于防止store-store重排序，但在volatile写操作中实际会使用更复杂的内存屏障组合，以确保volatile写之前的普通读不会被重排到volatile写之后。***第1步：***在每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障，后面插入一个StoreLoad屏障。
Java volatile 之禁止指令重排序
实践求真知
06-21 1778
一单例的演变 a饿汉式 1代码 /** * 饿汉式 * 类加载到内存后，就实例化一个单例，JVM 保证线程安全 * 简单实用，推荐使用 * 唯一缺点：不管用到与否，类装载时就完成实例化。 */ public class Mgr01 { private static final Mgr01 INSTANCE = new Mgr01(); private Mgr01() { } public static Mgr01 getInstance() { ...
volatile是如何禁止对指令进行重排序的？
张紫娃的博客
06-09 1934
JMM如何实现volatile写/读的内存语义重排序分为编译器重排序和处理器重排序。为了实现volatile内存语义，JMM会分别限制这两种类型的重排序类型。
115. 指令重排问题
最新发布
weixin_43484713的博客
05-30 388
指令重排是编译器或处理器在不改变单线程程序结果的前提下，为提高性能对指令顺序进行的优化。主要分为编译器优化和处理器动态重排两种类型。在多线程环境下，指令重排可能导致可见性问题，如脏读、丢失更新等。常见解决方案包括使用volatile关键字、同步机制和内存屏障。指令重排始终遵循as-if-serial语义，保证单线程正确性，但在多线程中需要开发者通过同步手段确保线程安全。
Volatile禁止指令重排
Lionel的专栏
03-22 884
Volatile禁止指令重排 计算机在执行程序时，为了提高性能，编译器和处理器常常会对指令重排，一般分为以下三种： 源代码 -> 编译器优化的重排 -> 指令并行的重排 -> 内存系统的重排 -> 最终执行指令 单线程环境里面确保最终执行结果和代码顺序的结果一致 处理器在进行重排序时，必须要考虑指令之间的数据依赖性 多线程环境中线程交替执行，由于编译器优化重排的存在，两个线程中使用的变量能否保证一致性是无法确定的，结果无法预测。 指令重排 - example 1 publi
volatile如何防止重排序
weixin_38818613的博客
09-03 601
volatile如何防止重排序 什么是重排序 在不影响单线程程序执行结果得前提下，计算机为了最大限度得发挥机器性能，会对机器指令重排序优化 重排序会遵循as-if-serial与happens-before原则 as-if-serial语义 不管怎么重排序（编译器和处理器为了提高并行度），（单线程）程序的执行结果不能被改变。编译器，runtime和处理器都必须遵守as-if-serial语义。 为了遵守as-if-serial语义，编译器和处理器不会对存在数据依赖关系的操作做重排序，因为这种重排序的话会改
Java关键字volatile是如何保证内存可见性以及防止指令重排序的？
顶格博客
04-30 405
volatile在Java并发编程中常用于保持内存可见性和防止指令重排序,那么volatile具体又是如何保证内存可见性和防止指令重排序呢？
【JAVA】volatile关键字：可见性与禁止指令重排序（34）
Vinfol的博客
05-27 1027
摘要： volatile是Java中的轻量级同步机制，主要保证变量的可见性（确保线程修改后立即刷新到主内存）和禁止指令重排序。适用于状态标志（如线程控制开关）和单例模式的双重检查锁定。其原理通过内存屏障实现：写操作后强制刷盘，读操作前强制读主内存。典型业务场景包括配置热更新和缓存刷新。与synchronized相比，volatile不保证原子性但性能更优。使用时需注意：1）仅适合简单原子操作 2）避免滥用以减少性能开销 3）复杂场景可结合锁机制。面试常考察其与synchronized的区别及双重检查锁定的实
java中 指令重排问题 Volatile
just_learing的博客
04-08 2309
java中 指令重排问题 Volatile
java中 volatile如何禁止指令重排序？volatile如何保证可见性？
05-03
在Java中，volatile关键字可以确保变量的可见性和禁止指令重...需要注意的是，虽然volatile能够保证变量的可见性和禁止指令重排序，但是不能保证原子性。如果需要保证操作的原子性，可以使用Java并发包中提供的原子类。
【Java并发编程】volatile（二）：防止指令重排序
A minor
04-14 557
在上一篇文章我们通过三个示例介绍了 volatile 能够保证多线程环境下的可见性，而 volatile关键字另一个作用就是禁止指令重排优化，从而避免多线程环境下程序出现乱序执行的现象。 下面看一个非常典型的禁止重排优化的例子DCL，如下： public class Singleton { private static Object lock = new Object(); private static Singleton instance = null; private Singlet
volatile关键字是如何禁止重排序的
dotoday的博客
04-24 1076
Volatile关键字是如何禁止重排序的？ 先说结论：由于对volatile变量的复制操作之后会加上一句“addl$0x0，(%esp)”指令操作，而这个额外添加上的指令和后续对volatile操作的其他指令没什么关系，根本没有必要把这两个指令放在一起，没有优化的空间。 有个朋友在阅读周志明老师的《深入理解Java虚拟机》时，发现书中是这么解释Volatile关键字可以禁止重排序的： 那为何说它（volatile）禁止指令重排序呢？从硬件架构上讲，指令重排序是指处理器采用了允许将多条指令 不按程序规
Volatile之内存可见性及禁止指令重排序
代码大师麦克拉瑞的博客
07-09 1535
volatile的两重语义 1.多线程环境下保证内存可见性。 2.多线程环境下禁止指令重排序。 说起保证内存可见性，不得不从java内存模型开始讲起，但是我们先说一下缓存一致性，来帮助我们混淆java内存模型。 缓存一致性 之前的文章 ...
volatile到底如何保证可见性和禁止指令重排序的
weixin_44984196的博客
03-09 315
摘自《深入理解Java虚拟机》 “观察加入volatile关键字和没有加入volatile关键字时所生成的汇编代码发现，加入volatile关键字时，会多出一个lock前缀指令” 　　lock前缀指令实际上相当于一个内存屏障（也成内存栅栏），内存屏障会提供3个功能： 　　1）它确保指令重排序时不会把其后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面；即在执行到内存屏障这句指令时，在它前面的操作已经全部完成； 　　2）它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存； 　　3）如果是写操
Volatile：可见性保证+禁止指令重排
机械工程跑路哥
12-29 1951
volatile是java语言中的关键字,用来修饰会被多线程访问的共享变量,是JVM提供的轻量级的同步机制,相比同步代码块或者重入锁有更好的性能。它主要有两重个作用，一是保证多个线程对共享变量访问的可见性，二防止指令重排序。 1.可见性保证 1.1 何为可见性 volatile在Java中能够保证变量对多线程的可见性，那么何为可见性？ 在Java8语言规范中的定义： volatile Fields: A field may be declared volatile, in which case the Ja
volatile禁止重排优化
专注写bug
08-16 758
文章目录简介 简介 本篇博客重点说明并发编程三要素、volatile无法保证原子性、volatile保证可见性以及volatile禁止指令重排。
volatile是怎么保证可见性和防止指令重排序的
xzh_blog
03-18 998
volatile怎么保证可见性 每个线程操作数据的时候会把数据从主内存读取到自己的工作内存，根据MESI思想如果某个线程修改数据写回到主内存，其他线程能通过嗅探检查到本地数据无效，然后重新从主内存读取到自己的工作内存。 volatile怎么保证指令重排序 通过在指令间加入内存屏障来防止指令重排序。 一些概念 MESI modified（修改）、exclusive（互斥）、share（共享）、invalid（无效） 嗅探 总线风暴 happens-before ...
volatile的可见性和禁止重排序
weixin_42867178的博客
04-27 3481
volatile原理
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