Java可見性機制的原理

基本概念

1.可見性

當乙個執行緒修改了共享變數時，另乙個執行緒可以讀取到這個修改後的值。

2.記憶體屏障(memory barriers)

處理器的一組指令，用於實現對記憶體操作的順序限制。

3.緩衝行

cpu告訴快取中可以分配的最小儲存單位，處理器填寫快取行時，會載入整個快取行。

4.lock字首的指令

lock字首的指令在多核處理器下會發生兩件事情：

1)將當預處理器的快取行的資料協會到系統記憶體。

2)這個寫回記憶體的操作會使其他cpu快取了該記憶體的位址的資料無效。

5.快取一致性協議

在多處理器下，為零保證各個處理器的快取是一致的，每個處理器都會通過嗅探在匯流排上傳播的資料來檢查自己快取的值是不是過期了。當處理器發現自己快取行對應的位址被修改，就會將當預處理器的快取行設定為無效狀態。當處理器對這個資料進行讀寫的時候，會重新把資料從記憶體中讀取到處理器快取中。

6.cas

compareandswap 比較並交換

cas操作需要輸入兩個值，乙個舊值(執行cas操作前的值，期望值)和乙個新值，只有當當前值等於舊值時，才可以將當前值設定為新值，否則不設定。這是乙個原子操作，由硬體保證。

7.重排序規則

從根本上來所，jmm 對編譯器和處理器的重排序限制只有一條，只要不改變程式執行的結果(指的是單執行緒或者正確同步的多執行緒環境下)，那麼編譯器和處理器怎麼優化都可以。

volatile

從上面的lock字首指令和快取一致性協議可以看出來，這就是volatile的實現原理了。

實際上，valatile變數被寫入時，確實加了乙個lock字首的指定，以此來達到可見性的目的。

final

final域只能被顯示地賦值一次，但是這並不代表final域不能被多次初始化。

比如：final int i ;i在建構函式中被賦值之前，就會被初始化為預設的值：0.通過除錯**可以證明這一點。

為了保證final域的值不會在為初始化的情況下被訪問到，程式設計師只需要保證一點即可：即，在建構函式中，正在被構造的物件(this)沒有「逸出」，那麼不需要任何同步手段，就能保證任意執行緒看到的final域，包括基本型別和引用型別，都是已經被正確地通過建構函式初始化過了的。

乙個會是正在被構造的物件逸出的例子：

public class finaltest }