volatile的記憶體語義

volatile的應用與底層原理詳見：《volatile的應用與底層原理》

class
volatilefeature***ample
public
void getandincrement (
)public
long
get(
)}

假設有多個執行緒分別呼叫上面程式的3個方法，這個程式在語義上和下面程式等價。

class
volatilefeature***ample2
public
void getandincrement (
)public
synchronized
long
get(
)}

如上面示例程式所示，乙個volatile變數的單個讀/寫操作，與乙個普通變數的讀/寫操作都是使用同乙個鎖來同步，它們之間的執行效果相同。

保證釋放鎖和獲取鎖的兩個執行緒之間的記憶體可見性，

這意味著對乙個volatile變數的讀，總是能看到（任意執行緒）對這個volatile變數最後的寫入。

總結：

class
volatileexample
public
void
reader()
}}

這裡a執行緒寫乙個volatile變數後，b執行緒讀同乙個volatile變數。a執行緒在寫volatile變數之

前所有可見的共享變數，在b執行緒讀同乙個volatile變數後，將立即變得對b執行緒可見

volatile寫的記憶體語義如下：下面來看看jmm如何實現volatile寫/讀的記憶體語義。為了實現volatile記憶體語義，jmm會分別限制這兩種型別的重排序型別。下表是jmm針對編譯器制定的volatile重排序規則表

從表中我們可以總結出:

為了實現volatile的記憶體語義，編譯器在生成位元組碼時，會在指令序列中插入記憶體屏障來禁止特定型別的處理器重排序。對於編譯器來說，發現乙個最優布置來最小化插入屏障的總

數幾乎不可能。為此，jmm採取保守策略。下面是基於保守策略的jmm記憶體屏障插入策略。

下面是保守策略下，volatile寫插入記憶體屏障後生成的指令序列示意圖

下面是在保守策略下，volatile讀插入記憶體屏障後生成的指令序列示意圖

上述volatile寫和volatile讀的記憶體屏障插入策略非常保守。

在實際執行時，只要不改變volatile寫-讀的記憶體語義，編譯器可以根據具體情況省略不必要的屏障。下面通過具體的示例**進行說明。

class volatilebarrierexample // 其他方法

}

針對readandwrite()方法，編譯器在生成位元組碼時可以做如下的優化。

最後的storeload屏障不能省略。因為第二個volatile寫之後，方法立即return。此時編

譯器可能無法準確斷定後面是否會有volatile讀或寫，為了安全起見，編譯器通常會在這裡插

入乙個storeload屏障。

記憶體屏障的插入還可以根據具體的處理器記憶體模型繼續優化。以x86處理器為例，下圖中除最後的storeload屏障外，其他的屏障都會被省略。