指令重排

java语言规范规定JVM线程内部维持顺序化语义。即只要程序的最终结果与它顺序化情况的结果相等,那么指令的执行顺序可以与代码顺序不一致,此过程叫指令的重排序。 从源码到最后执行的指令序列过程是: 源码->编译器优化重排序->指令级并行重排序->内存系统重排序->最后执行的指令序列

内存屏障

内存屏障可以禁止指令重排序. image.png

从上图可以看出: 1)当第二个操作是volatile写时,不管第一个操作是什么,都不能重排序。这个规则确保volatile写之前的操作不会被编译器重排序到volatile写之后。 2)当第一个操作是volatile读时,不管第二个操作是什么,都不能重排序。这个规则确保volatile读之后的操作不会被编译器重排序到volatile读之前。 3)当第一个操作是volatile写,第二个操作是volatile读时,不能重排序。

JMM内存屏障插入策略: 1)在每个volatile写操作的前面插入一个StoreStore屏障。 2)在每个volatile写操作的后面插入一个StoreLoad屏障。 3)在每个volatile读操作的后面插入一个LoadLoad屏障。 4)在每个volatile读操作的后面插入一个LoadStore屏障。

总线风暴

由于volatile的mesi缓存一致性协议需要不断的从主内存嗅探和cas不断循环无效交互导致总线带宽达到峰值 解决办法:部分volatile和cas使用synchronize