内存屏障

2022-11-06  本文已影响0人  CodeYang

以下截图及相关信息,均来源于马士兵公开课中

内存屏障

屏障指的是什么?屏障指的是一种特殊的指令(例如:barrier),只要看到 barrier 就不让前后指令交换顺序,这就是使用屏障禁止指令重排。

屏障在底层角度:从CPU角度,每种CPU的屏障指令是不一样的,

例如:Intel(英特尔)

CPU内存屏障,Intel设计得比较简单,总共只有3条指令:

①sfence:也就是save fence,写屏障指令。在sfence指令前的写操作必须在sfence指令后的写操作前完成。

②lfence:也就是load fence,读屏障指令。在lfence指令前的读操作必须在lfence指令后的读操作前完成。

③mfence:在mfence指令前得读写操作必须在mfence指令后的读写操作前完成。

Java是跨平台的语言,Java怎么保证在不同的平台,都能够实现呢

JVM定义规范,定义无论是Linux上的JVM,还是Window上的JVM,还是在Intel CPU上的JVM,我只要使用了Volatile 关键词,哪一个都不允许指令交换顺序。

实现过程:

Java级别:

Volatile 关键词

JVM内存屏障

无论哪种CPU或者哪种系统上的JVM必须实现这四种屏障;

LoadLoad屏障:

对于这样的语句:Load1;LoadLoad;Load2

在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前,保证Load1要读取的数据读取完毕。

即: Load1 读取数据完毕后, Load2才能读取数据

StoreStore屏障:

对于这样的语句:Store1; StoreStore; Store2

在Store2及后续写入操作执行前,保证Store1的写入操作对其它处理器可见。

即:Store1写入操作完毕后, Store2才能进行写入操作

LoadStore屏障:

对于这样的语句: Load1; LoadStore; Store2

在Store2及后续代码写入操作被刷出前,保证Load1读取的数据读取完毕。

即:Load1 读取数据完毕后, Store2才能进行写入操作

StoreLoad屏障:

对于这样的语句:Store1; StoreLoad; Load2

在Load2及后续所有读取操作执行前,保证Store1的写入对所有处理器可见。

即:Store1写入操作完毕后, Load2才能读取数据

Volatile 的实现细节:
StoreStoreBarrier Volatile写 StoreLoadBarrier
Volatile读 StoreLoadBarrier StoreStoreBarrier

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