CPU架构缓存一致性

缓存一致性.png

缓存一致性协议

缓存一致性协议给缓存行（通常为64字节）定义了个状态，用来描述该缓存行是否被多处理器共享、是否修改，缓存一致性协议最出名的是mesi

独占（exclusive）共享（share）修改（modified）失效（invalid）

CPU相关术语

内存屏障：是一组处理器指令，用于实现对内存操作的顺序执行

缓存行：缓存中可以分配的最小存储单位

原子性

相关操作不会被中途其他线程干扰，一般通过同步机制实现

可见性

是一个线程修改了某个共享变量，其状态能够立即被其他线程知晓，通常被解释为将线程本地状态反映到主内存上，volatile就是负责保证可见性的

有序性

是保证线程内串行语义，避免指令重排等

JMM内存分析

private static volatile boolean initialization = false;

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    new Thread(()->{
        System.out.println("thread one start...");
        while (!initialization) {
        }
        System.out.println("thread one stop...");
    }).start();

    Thread.sleep(1000);

    new Thread(()->{
        System.out.println("thread two start...");
        init();
        System.out.println("thread two stop...");
    }).start();
}

public static void init() {
    initialization = true;
    System.out.println("初始化成功");
}

内存屏障

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。

happen-before规则

单线程的每个操作，happen-before于该线程中任意后序操作
volatile写happen-before与后续对这个变量的读
synchronized解锁happen-before后续对这个锁的加锁
final变量的写happen-before于final域对象的读，happen-before后续对final变量的读
传递性