从硬件角度窥探32位机上Hotspot如何实现volatile修饰的double,long原子性
仅供参考，如有不妥之处，请多指正
在网上看到许多博客说 java 的 volatile 修饰的 double 和 long 在 32 位机上也是保证原子性的。
但是没有说明为什么，怎么具体实现，是使用互斥量吗，但是要访问的 volatile 修饰的 long，double 变量的地址是随机的，而且数量可能很多
难道要给他们每人配一把 互斥量？就算真的配上，互斥量是需要一个资源变量来模拟资源数（至少32位）的，每次变量的读写都要为他分配至少32位的内存，而且因为不知道这个变量什么时候死亡，互斥量也无法被得知什么时候要回收，上述情况几乎不可能。
于是作者就去下载了 32位 机上的 Hotspot，重点查看 32 位的 X86 体系 和 ARM 体系中的实现
1.先查看 ARM体系
在 src\cpu\aarch32\vm\templateTable_aarch32.cpp 文件中，找到 putfield_or_static 这个方法，这个方法中是具体的java写入某个域（实例的或静态的，差别不大，实例的是oopDesc，静态的是 javaMirror，也是给oopDesc，简单来说就是 他们都是一块内存），
找到负责 long 型写入的汇编，查找方法是根据栈顶缓存类型（long type top of stack caching，简称 l tos）
作者在注释上写了
第一行的 pop 只是将操作数栈 栈顶的值，pop 到 rax 寄存器，rax 寄存器中的值是要写入到对应 long 变量内存里的
第二行是查看是否是 写静态变量，如果不是，则需要将 被修改的实例的地址 pop 到对应寄存器
第三行是取这个变量的偏移量，准备写入
第四行是原子性地将 64 位的 long 写入到对应地址中
着重讨论atomic_strd 这条语句
这条语句 根据 ARM 不同平台选用的指令集，去使用不同的汇编指令
在多核情况下，并且在 一般的 ARMV7 或者 ARMV6K 下，使用的是 ldrexd 和 strexd 这两条指令
使用 ldrexd 和 strexd 则相当于一种 预定-修改操作
首先是 CPU 的架构，在 ARM 中，有 本地监视器 和 全局监视器
ldrexd Rx , Ry 会把 Ry 中地址 指向的 内存值读出来保存在 Rx 寄存器中，Rx 在此处是 R3 寄存器，如果该变量是当前CPU独享的，则在本地监视器写下“自己要更改”这一预定记录，如果变量是共享的，则在本地监视器和全局监视器都要写上。
ldrexd:(load register double words)
着重讨论共享变量：
strexd Rx, Rm, Ry 会先检查全局监视器中自己写入的预定记录是否还存在，如果存在则把 Rm 中的内容写入到 Ry 指向的地址中去，并且将 Rx 清0，并且将全局监视器上的所有CPU对该变量 的预定记录删除。
strexd:(store register double words)
所以对于全局变量，如果全局监视器中自己写入的预定记录已经不存在了，说明有其他CPU已经写入过了，则需要重试。
strexd 下的 cmp 就是检查 temp ，也就是 Rx 是否已清除，也就是是否写入成功，如果不成功则重试。
这里的 temp 相当于 Rx 寄存器，实际传入的是 ARM 的 R3 寄存器
Rt 相当于 Rm，实际传入的是 R0 寄存器
作者没有解开的疑问：R0~R3 寄存器在32位 ARM 都是 32 位的，怎么能容得下 64 位的 double words ？32 位机下 一个word 32 位
也就是，strexd 和 ltrexd 是用于 64 位寄存器的，但是 R0 和 R3 都是 32 位的。具体可能还要深入研究硬件架构。
最后要说的是，在 ARM 中，无论是否是 volatile 修饰的 ，long 和 double 都要使用 上述的 ldrexd 和 strexd，所以可以猜测，在 ARM-32 下的hotspot，就算对 long 和 double 不加 volatile 也可以保证写入的原子性（未证实）。
2. X86 体系
用的是fistp_d语句，生成的汇编为：
这里用到的是硬件堆栈，也就是寄存器堆栈
在X86中，浮点寄存器堆栈中除了状态寄存器，其他寄存器可达80位，大于64位
在X86下，使用浮点寄存器来达到原子性地对 内存中的 64 位进行操作。
值得注意的是，如果不是volatile 修饰，会跳到 上图的红色框，bind(地址) 是 hotspot 中向 CodeBuffer 写入汇编的一种特殊写法
如果使用 jmp(地址)，则会跳到 bind 对应的位置上。
如果不是64位机，则先对 高32位部分写入，然后再对 低32位写入。如果是64位机，则写入一次即可（第二句）
所以在X86下，如果不用volatile 修饰 long 或者 double ，在并发清空下，可能引发一个线程修改了高32位，其他线程读到新的高32位，旧的32位的问题。
