volatile和内存屏障

秒速五厘米 2022-10-17 05:52 161阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  什么是内存屏障？
 *   *  cpu高速缓存
 *  volatile

# 什么是内存屏障？ #

当多个线程访问同一个数据，内存屏障可以保证数据可见性和有序性。可以禁止指令重排序。因为cpu对内存的访问是乱序的，如果发生了指令重排序，可能会导致不同的结果。所以需要一个内存屏障，保证内存屏障前后的指令的有序性，**可以确保屏障之前的读写操作，都提交到内存之后，再执行屏障后的读写操作**

从操作系统硬件的层面而言：

## cpu高速缓存 ##

线程是cpu调度的最小单元，cpu在处理运算时候，还需要与内存交互，比如读取内存数据，存储运算结果，这个IO是很难消除，计算机为了加速读写速度，就在cpu和内存之间增加了一个高速缓存，将需要使用到数据加入到高速缓存中，运算结束再从缓存同步到内存中。但是在多线程模式下，每个线程在不同的cpu上运行，每个线程就有着不同高速缓存，这时候就需要保证缓存的一致性。

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加入内存屏障就是为了保证，确保屏障之前的数据读写操作，都提交到内存之后，再执行屏障后的读写操作，保证了数据可见性，防止指令重排序。  
写屏障保证了在屏障之前的操作会强制更新到主内存，对其他线程是可见的，这种显示调用防止了指令重排序  
读屏障可以让高速缓存中的数据失效，强制从主内存中加载数据，避免缓存不一样

# volatile #

而加入的volatile关键字就相当于实现了一种内存屏障（全屏障，包含读写屏障）。编译器会在volatile字段的读写操作前后，加入内存屏障，当数据更新时，确保数据刷新到内存。 被volatile修饰的变量，写操作一定会发生在读操作之前，也即保证读的数据是最新的。

java内存模型底层实现可以简单的认为：通过内存屏障禁止指令重排序。而volatile操作就相当于是内存屏障

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