volatile 实现原理

Posted 2020-10-19

volatile变量自身具有下列特性：

1. 可见性。对一个volatile变量的读，总是能看到（任意线程）对这个volatile变量最后的写入。

2. 原子性：对任意单个volatile变量的读/写具有原子性，但类似于volatile++这种复合操作不具有原子性。

其实现原理为：

    1，通过插入内存屏障指令禁止编译器和CPU对程序进行重排序。

    2，当对声明了volatile的变量进行写操作时，JVM就会向处理器发送一条Lock前缀的指令，这条Lock前缀指令产生如下两个作用：

        1）Lock前缀指令会引起处理器缓存回写到系统内存，并使用缓存一致性机制来确保回写的原子性。

        2）一个处理器的缓存回写到系统内存会导致其他处理器的缓存无效。处理器使用MESI控制协议去维护内部缓存和其他处理器缓存的一致性。处理器能嗅探其他处理器访问系统内存和它们的内部缓存。处理器使用嗅探技术保证它的内部缓存、系统内存和其他处理器的缓存的数据在总线上保持一致。例如，在Pentium和P6 family处理器中，如果通过嗅探一个处理器来检测其他处理器打算写内存地址，而这个地址当前处于共享状态，那么正在嗅探的处理器将使它的缓存行无效，在下次访问相同内存地址时，强制执行缓存行填充。