java查看运行代码的汇编指令(含hsdis-arm64.dll文件)

Posted 2021-12-15 luffy5459

    本文来自bilibili上的Java系列视频，需要额外的工具就是hsdis-arm64.dll文件。工具下载百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1Q7kvS3a8YYXfaV3_OjNjBg 提取码：fvzm

    普通的Java代码执行，无法看到汇编指令，若要查看，需要下载hsdis动态链接库。一般网上介绍的都是mac下的hsdis.dylib，这里介绍是win10下的dll。

     这个工具需要放在jdk安装目录下的jre/bin目录下。

 

     运行代码的时候指定jdk为jre。

      准备一个Java代码：

package org.example;

public class VolatileVisibilityTest 
    private static volatile boolean initFlag = false;

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException 
        new Thread(()->
            System.out.println("waiting data.....");
            while (!initFlag)

            
            System.out.println("=========success.");
        ).start();

        Thread.sleep(2000);

        new Thread(()->prepareData()).start();

    

    public static void prepareData()
        System.out.println("prepare data end.");
        initFlag = true;
    

    这个程序启动两个线程，一个线程依赖全局变量initFlag会做无限循环，直到initFlag发生改变，循环退出。另一个线程启动去尝试修改initFlag。一般认为，程序会依次打印waiting data，prepare data end,success信息，最后退出。实际上，如果不加volatile关键字，这个程序只是打印waiting data,prepare data end，并不会最终终止。

     

    以上代码，如果不加volatile关键字修饰，程序运行结果：

 

    线程运行在不同的CPU上，各自无法感知initFlag变量发生了改变，所以线程会挂住，一直在等待initFlag发生变化。

     当代码加上volatile关键字，程序运行结果如下所示：

 

    程序经历2秒之后，最终initFlag发生改变，所有线程均感知到，并退出while循环，打印success。最后主线程退出。

    idea下，点击Edit Configurations，弹出框中设置环境以及虚拟机参数：

 

虚拟机参数完整内容：

-server 
-Xcomp 
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions
-XX:+PrintAssembly
-XX:CompileCommand=compileonly,*VolatileVisibilityTest.prepareData

 运行结果截图：

 

   

volatile缓存可见性实现原理：

底层实现主要是通过汇编lock前缀指令，它会锁定这块内存区域的缓存，然后写入主内存。

IA-32和intel64架构软件开发者手册对lock指令的解释：

1）会将当前处理器缓存行的数据立即写回到系统内存

2）写回内存的操作会引起其他CPU缓存了该内存地址的数据无效（缓存一致性协议MSEI）

3） 提供内存屏障功能，使lock前后指令不能重排序

 

   通过上面的汇编指令查看工具，最后运行加了volatile关键字的代码就如前面那样，出现很多汇编指令。并且程序顺利终止。在大量的汇编指令中，我们可以看到如下片段：

 这个lock指令就是前面提到的volatile底层实现原理，他通过lock前缀指令锁定该内存，发生改变之后，立即写入主内存，其他缓存了该内存地址的CPU工作内存会失效，而需要读取主内存中的变量，所以程序最终按照预期完成所有操作并退出。