05月
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初识内存屏障

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初识内存屏障

内存屏障的概念来自硬件层，硬件层的内存屏障分为两种：Load Barrier 和 Store Barrier即读屏障和写屏障。

  • 内存屏障有两个作用：
  1. 阻止屏障两侧的指令重排序；
  2. 强制把写缓冲区/高速缓存中的脏数据等写回主内存，让缓存中相应的数据失效。

  • 对于Load Barrier来说，在指令前插入Load Barrier，可以让高速缓存中的数据失效，强制从新从主内存加载数据；

  • 对于Store Barrier来说，在指令后插入Store Barrier，能让写入缓存中的最新数据更新写入主内存，让其他线程可见。

我们把Load就是我们内存操作上的读，Store就是写

Java的内存屏障有四种，实际上就是读和写的组合，来完成一系列的屏障和数据同步功能

读-读屏障：

Load1;
LoadLoad;
Load2;

保证Load1要在Load2及以后的操作之前先完成读取的操作

写-写屏障：

Store1;
StoreStore;
Store2;

保证Store1的写操作要在Store2及以后之前对其他处理器可见（线程）

读-写屏障：

Load1;
LoadStore;
Store2;

保证Load1要在Store2及以后之前先完成读取的操作-

写-读屏障：

Store1;
StoreLoad;
Load2;

保证Store1的写操作要在Load2及以后之前要对其他处理器可见（线程）

衍生知识

  1. Volatile的内存屏障策略

    特点：严格保守，悲观

    在每个volatile写操作前插入写-写屏障，在写操作后插入写-读屏障；

    在每个volatile读操作前插入读-读屏障，在读操作后插入读-写屏障；

    有效防止Volatile变量及其后续指令的重排序、线程之间实现安全的通信，正式因为这样，被Volatile修饰过的变量便显现出了锁的特性

  2. Final的内存屏障

    在新建对象过程中，后遭提对final的初始化写入和这个对赋值给其他引用变量不能重排序

    final域对象的赋值引用和调用final值不能重排序

    必须保证final域写入后才能引用和读取

    写final域之前会插入写-写屏障保障final域的可见而且防止重排序

    读final域就是之前插入读-读屏障实现防止重排序

    x86处理器会对读-读、写-写忽略

尾巴

Java的并发与内存屏障息息相关，内存屏障保障了并发的线程安全问题，弄懂底层实现能更好去理解Java的并发思想，所以才有了这篇文章，如有错漏，还望批评指导

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