volatile原理知道吗？

程序员 · 2024-9-14 09:47:40

相⽐synchronized的加锁⽅式来办理共享变量的内存可⻅性题目，volatile就是更轻量的选择，他没有上
下⽂切换的额外开销本钱。使⽤volatile声明的变量，可以确保值被更新的时间对其他线程⽴刻可⻅。
volatile使⽤内存屏蔽来包管不会发⽣指令重排，办理了内存可⻅性的题目。
我们知道，线程都是从主内存中读取共享变量到⼯作内存来操纵，完成之后再把效果写会主内存，但是
如许就会带来可⻅性题目。举个例⼦，假设现在我们是两级缓存的双核CPU架构，包罗L1、L2两级缓
存。
1. 线程A⾸先获取变量X的值，由于最初两级缓存都是空，以是直接从主内存中读取X，假设X初始值为
0，线程A读取之后把X值都修改为1，同时写回主内存。这时间缓存和主内存的环境如下图。

2. 线程B也同样读取变量X的值，由于L2缓存已经有缓存X=1，以是直接从L2缓存读取，之后线程B把X
修改为2，同时写回L2和主内存。这时间的X值⼊下图所示。
那么线程A如果再想获取变量X的值，由于L1缓存已经有x=1了，以是这时间变量内存不可⻅题目就
产⽣了，B修改为2的值对A来说没有感知。
那么，如果X变量⽤volatile修饰的话，当线程A再次读取变量X的话，CPU就会根据缓存⼀致性协议逼迫
线程A重新从主内存加载最新的值到⾃⼰的⼯作内存，⽽不是直接⽤缓存中的值。
再来说内存屏蔽的题目，volatile修饰之后会加⼊差异的内存屏蔽来包管可⻅性的题目能精确执⾏。这⾥
写的屏蔽基于书中提供的内容，但是现实上由于CPU架构差异，重排序的战略差异，提供的内存屏蔽也
不⼀样，⽐如x86平台上，只有StoreLoad⼀种内存屏蔽。
1. StoreStore屏蔽，包管上⾯的平凡写反面volatile写发⽣重排序
2. StoreLoad屏蔽，包管volatile写与后⾯大概的volatile读写不发⽣重排序
3. LoadLoad屏蔽，禁⽌volatile读与后⾯的平凡读重排序
4. LoadStore屏蔽，禁⽌volatile读和后⾯的平凡写重排序

volatile原理知道吗？

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