Java中volatile关键字的作用
作者:??请叫我黄同学???? 时间:2023-06-02 17:02:55
一、volatile作用
可以保证多线程环境下共享变量的可见性
通过增加内存屏障防止多个指令之间的重排序
二、什么是可见性
可见性是指当一个线程对于共享变量的修改,其他线程可以立刻看到修改之后的一个值,可见性本质上由几个方面造成的
cpu层面的高速缓存,在cpu里面呢设计了 * 缓存去解决cpu运算效率和内存IO效率的问题,但是它也带来缓存一致性的一个问题,而在多线程执行的情况下呢,缓存一致性的问题就会导致可见性的问题,所以,对于增加了volatile
关键字的一个修饰的共享变量,jvm虚拟机会自动去增加一个#lock汇编指令,而这个指令会去根据不同的cpu型号会自动添加总线锁
或者缓存锁
三、什么是总线锁和缓存锁
总线锁是锁定cpu前端总线,从而去导致在同一个时刻,只能有一个线程和内存通信,这样就避免了多线程并发造成的可见性问题
缓存锁是对总线锁的一个优化,因为总线锁导致cpu的使用效率大幅度下降,所以,缓存锁只针对于cpu * 缓存中的目标数据去加锁,而缓存锁使用MESI缓存一致性协议来实现的
四、什么是指令重排序
指令重排序指令在编写的数据顺序和执行顺序是不一致的,从而在多线程环境下导致可见性问题,指令重排序本质上是一种性能优化的手段,指令重排序来自于几个方面
cpu层面针对于
MESI协议
更进一步的优化,去提升cpu一个利用率,他引入一个叫StoreBuffer
的一个机制,而这种优化机制呢,会导致cpu的乱序执行,为了避免这样的问题,cpu提供内存屏障指令,上层应用可以在合适的地方去插入内存屏障,去避免cpu指令重排序的一个问题编译器在编译的过程中,在不改变单线程语义和程序正确性的前提下,对指令进行合理的重排序,从而去优化整体的一个性能,所以共享变量增加了
volatile
关键字那么 编译器层面就不会触发编译器的优化,同时在jvm里面呢,他会插入内存屏障指令来避免重排序的问题
除了volatile
关键字,从JDK5开发,JMM就使用一种Happens-Before
的模型去描述多线程可见性的一个关系,也就是两个操作之间具备Happens-Before
关系,那么这两个操作具备可见性的一个关系,不需要再额外去考虑增加volatile
关键字来提供可见性的一个保障
来源:https://juejin.cn/post/7083011675934179336
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