让你了解什么是内存屏障

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-11-16 15:12 133阅读 0赞

**[重排][Link 1]**

**[内存屏障][Link 2]**

**[内存屏障种类][Link 2]**

**编译器和处理器**必须**同时遵守重排**规则。**多核处理器**需使用内存屏障指令来**确保一致性**。即使编译器优化掉了一个字段访问（因为一个读入的值未被使用），需要产生内存屏障，就像这个访问仍然需要保护。（可参考下面的优化掉内存屏障的章节）。

内存屏障指令仅直接**控制CPU与其缓存**之间，与垃圾回收机制中“写屏障（write barriers）”无关。

# 一、**重排序** #

编译器或者CPU的代码的结构重排排序，达到最佳效果。

**（1）编译器重排**

![5ab57a7be6f241025a7a72b122a1a090.png][]

**CPU只读一次**的x和y值。不需反复读取**寄存器**来**交替x和y值**。

**（2）处理器重排**

![d7faa09ec14344411926a82f961aa333.png][]

![319624dc12fe30a209f6d29a00d5acba.png][]

写缓存区没有及时刷新，使得处理器执行的读写操作与内存上**顺序不一致**。

处理器A读b=0，处理器B读a=0。A1写a=1先写到处理器A的写缓存区中，此时内存中a=0。如果这时处理器B从内存中读a，读到的将是0。

可能会出现x,y都是0。

![29b1e27ae9e335da9140192e5789173d.png][]

# **二、内存屏障** #

为了解决上述问题，处理器提供内存屏障指令（Memory Barrier）：

写内存屏障（Store Memory Barrier）：处理器将存储缓存值**写回主存**（阻塞方式）。

读内存屏障（Load Memory Barrier）：处理器，处理**失效队列**（阻塞方式）。

![9f2fdf998f6c7328a291cf2e0ca55818.png][]

保证两个操作之间数据的可见性。

volatile**读前插**读屏障，**写后加**写屏障，**避免CPU重排**导致的问题，实现多线程之间数据的**可见性**。

# 三、内存屏障的种类 #

**StoreLoad**开销最大。万能屏障，兼具其它三种内存屏障功能。执行时，处理器通常要把写缓冲区中的数据**全部刷新的内存中**

![b6e78c463155e96f083d1f7b5d8eae5f.png][]

对于处理器来说，内存屏障会导致**cpu缓存的刷新**，刷新时，会遵循缓存一致性协议。

**lock**：**解锁时**，jvm会强制**刷新cpu缓存**，导致当前线程更改，对其他线程可见。

**volatile**：标记volatile的字段，在**写**操作时，会强制**刷新cpu缓存**，标记volatile的字段，每次读取都是**直接读内存**。

**final**：即时编译器在final写操作后，会插入内存屏障，来禁止重排序，保证可见性

作者：hedgehog1112  
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来源：简书  
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