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volatile

volatile是JVM提供的一种轻量级同步机制。

volatile会调用CMPXCHG,增加LOCK前缀,LOCK的含义

1.对JMM模型加锁总线锁 / 缓存锁 ,根据CPU而定.如果增加了缓存锁,就会触发MESI (MESI是某些CPU对缓存锁的实现) .相当于volatile借助MESI来实现可见性

2.回写修改后的数据,让其他CPU相关缓存行失效,需要重新读取

2.在禁止该指令前后的指令重排序,即保证happends-before关系

为什么要使用volatile关键字

1..可见性. 2. 防止指令重排序 3.不保证原子性

可见性

汇编角度：关于volatile修饰的变量，在汇编中会增加LOCK 前缀。

嗅探机制: 根据嗅探机制,其他CPU能够发现LOCK指令写入的变量,将会将自己缓存中的该变量设置为I(Invalid),当其他CPU下次读到这个变量,就会重新从主存中读取.

实现流程：1.当对volatile变量进行修改后，会立即将该变量刷回主存中。其他CPU嗅探到了该变化，将自己缓存中的该变量设置为不可用。当下次需要用到该变量时，就会从主存中重新缓存到缓存行中。

因此，缓存一致性，汇编指令LOCK前缀，CPU嗅探 这三者的共同作用下实现了可见性

防止指令重排

由于使用了LOCK前缀，它具有类似于内存屏障的功能，来保证指令禁止重排

内存屏障代表CPU对该指令必须执行完才能去执行其他指令

• volatile 写的前后会增加内存屏障，前面加storestore，后面加storeload

  • storestore保证volatile 写前的所有写 zaivolatile 写之前刷新到主存
  • storeload 保证volatile 写能立即刷新到主存，即对之后的语句可见

• volatile读 的后面会增加内存屏障，loadload 和loadstore

  • loadload 禁止 volatile 读和下面的读重排序
  • loadstore 禁止volatile读和下面的写重排序

不保证原子性-单条指令可以

如果对变量的操作是单条指令字节码，那么可以保证原子性。因为单条指令的前后会增加内存屏障。

如果不是单条指令字节码，就不能保证原子性

非单条指令字节码例子

以i ++ 为例。 i++ 看似只是一个动作，但是它并不是单条指令

 //1.读取i    
   i load
  //2.对 i + 1操作   
     i add
   //3. 将结果写回
     i store

因此，对于i++这种操作来说，并不能保证它的原子性

继续深入会涉及到字节码和JVM的入栈出栈知识