Java内存屏障和可见性

左手的ㄟ右手 2022-06-12 02:26 217阅读 0赞

## 引言 ##

在多线程编程中,有的时候会看见如下的代码

public class task{ 
    private boolean success;
    public void getResult(){
     while(success==false){
        doSomethind();
       }
    }
    public void success(){
      success=true;
    }
    }
     
      
       1
       2
       3
       4
       5
       6
       7
       8
       9
       10
       11
      
     
      
       1
       2
       3
       4
       5
       6
       7
       8
       9
       10
       11

由于success()方法由其他线程调用,导致success变量的变化在执行getResult()的线程中可能不能马上看见.所以这里成为死循环.   
此时加上一个volatile修饰符即可解决可见性的问题.这个问题的解决是依靠下面的内存屏障的概念完成,的.

## 内存屏障 ##

由于现代的[操作系统][Link 1]都是多处理器.而每一个处理器都有自己的缓存,并且这些缓存并不是实时都与内存发生信息交换.这样就可能出现一个cpu上的缓存数据与另一个cpu上的缓存数据不一致的问题.而这样在多线程开发中,就有可能导致出现一些异常行为.   
而操作系统底层为了这些问题,提供了一些内存屏障用以解决这样的问题.目前有4种屏障.

*  LoadLoad屏障：对于这样的语句Load1; LoadLoad; Load2，在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
 *  StoreStore屏障：对于这样的语句Store1; StoreStore; Store2，在Store2及后续写入操作执行前，保证Store1的写入操作对其它处理器可见。
 *  LoadStore屏障：对于这样的语句Load1; LoadStore; Store2，在Store2及后续写入操作被刷出前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
 *  StoreLoad屏障：对于这样的语句Store1; StoreLoad; Load2，在Load2及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。它的开销是四种屏障中最大的。在大多数处理器的实现中，这个屏障是个万能屏障，兼具其它三种内存屏障的功能。

## 使用 ##

[Java][]中对内存屏障的使用在一般的代码中不太容易见到.常见的有两种.

*  通过 Synchronized关键字包住的代码区域,当线程进入到该区域读取变量信息时,保证读到的是最新的值.这是因为在同步区内对变量的写入操作,在离开同步区时就将当前线程内的数据刷新到内存中,而对数据的读取也不能从缓存读取,只能从内存中读取,保证了数据的读有效性.这就是插入了StoreStore屏障
 *  使用了volatile修饰变量,则对变量的写操作,会插入StoreLoad屏障.
 *  其余的操作,则需要通过Unsafe这个类来执行.

## Unsafe中内存屏障的使用 ##

UNSAFE.putOrderedObject类似这样的方法,会插入StoreStore内存屏障   
Unsafe.putVolatiObject 则是插入了StoreLoad屏障

[Link 1]: http://lib.csdn.net/base/operatingsystem
[Java]: http://lib.csdn.net/base/java