内存屏障

编译器和处理器必须同时遵守重排规则。多核处理器需使用内存屏障指令来确保一致性。即使编译器优化掉了一个字段访问(因为一个读入的值未被使用),需要产生内存屏障,就像这个访问仍然需要保护。(可参考下面的优化掉内存屏障的章节)。

内存屏障指令仅直接控制CPU与其缓存之间,与垃圾回收机制中“写屏障(write barriers)”无关。

 

 

一、重排序

编译器或者CPU的代码的结构重排排序,达到最佳效果。

(1)编译器重排

 
 

CPU只读一次的x和y值。不需反复读取寄存器交替x和y值

(2)处理器重排

 

 

 

 
 
 

写缓存区没有及时刷新,使得处理器执行的读写操作与内存上顺序不一致

处理器A读b=0,处理器B读a=0。A1写a=1先写到处理器A的写缓存区中,此时内存中a=0。如果这时处理器B从内存中读a,读到的将是0。

可能会出现x,y都是0。

 
 

二、内存屏障

为了解决上述问题,处理器提供内存屏障指令(Memory Barrier):

写内存屏障(Store Memory Barrier):处理器将存储缓存值写回主存(阻塞方式)。

读内存屏障(Load Memory Barrier):处理器,处理失效队列(阻塞方式)。

 
 

保证两个操作之间数据的可见性。

volatile读前插读屏障,写后加写屏障,避免CPU重排导致的问题,实现多线程之间数据的可见性

三、内存屏障的种类

StoreLoad开销最大。万能屏障,兼具其它三种内存屏障功能。执行时,处理器通常要把写缓冲区中的数据全部刷新的内存中

 
 

对于处理器来说,内存屏障会导致cpu缓存的刷新,刷新时,会遵循缓存一致性协议。

lock

解锁时,jvm会强制刷新cpu缓存,导致当前线程更改,对其他线程可见。

volatile

(1)对于写操作:对变量更改完之后,要立刻写回到主存中。

(2)对于读操作:对变量读取的时候,要从主存中读,而不是缓存。

final:即时编译器在final写操作后,会插入内存屏障,来禁止重排序,保证可见性

posted @ 2020-06-22 16:38  风好大  阅读(42)  评论(0编辑  收藏