讀書筆記之《Java併發編程的藝術-第二章》之volatile

這一章節的話,主要是講一下在併發操作中常見的volatile、synchronized以及原子操作的相關知識。

目前看的部分主要是volatile這個關鍵字。

volatile

根據Java語言規範第3版中對volatile的定義:

Java編程語言允許線程訪問共享變量,爲了確保共享變量能被準備和一致地更新,線程應該確保通過排他鎖單獨獲得這個變量。

Java語言提供了volatile,保證了所有線程能看到共享變量最新的值。

在硬件層面的話,如果說一個變量使用volatile去修飾的話,JIT編譯器生成的彙編指令中會含有Lock前綴的指令。Lock前綴的指令在多核處理器下會做兩件事情

  1. 將當前處理器緩存行的數據寫回到系統內存。

  2. 寫回內存的操作使得在其他CPU裏緩存了該內存地址的數據無效。

一般來說爲了提高處理器速度,CPU不直接和內存交互,而是將系統內存的數據讀到內部緩存再進行操作,但操作完不知道什麼時候會寫回內存。如果說是對聲明瞭volatile的變量進行寫操作,就會產生這條Lock前綴的指令,把緩存內的數據寫回系統內存。但是其他處理器上的值可能還是舊值,因此在多處理器下,會實現緩存一致性協議,每個處理器會嗅探總線上傳播的數據檢查自己緩存是否有過期,如果過期的話,就把自己內部的緩存行設置爲無效,當需要對這個數據進行操作時,就會重新從系統內存讀取。

這個是比較底層層面了,如果就Java的內存模型而言,我有以下幾點理解。

Java的內存模型中,線程之間通信是通過主內存完成的,針對同一個變量,每個線程都會有它的一個副本。

副本是在線程的局部變量表裏,在要對其進行操作,需要將放入操作棧中,如果使用了volatile關鍵字,其他線程對這個變量進行了修改,在加載副本到操作棧之前,就會發現本地的這個副本已經失效了,之後就去主內存再讀取。從而保證了共享變量在多個線程之間的可見性,即一個線程對共享變量的修改,其他的線程可以及時感知到。

在JDK後來的更新中,volatile還增加了新的作用,禁止指令重排序,這個得看到具體後面的內容再做記錄吧~

下回再見~

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