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关于jav:话说-内存屏障有序性保证

jiezi

一、如何保障不乱序，也就是保障有序性

1、硬件内存屏障

​ 留神：这是 inter X86

1.1 sfence

​ store fence 在 sfence 指令后面的写操作必须在 sfence 指令后边的写操作前实现

如图：如果没有 sfence , 是不能保障操作 1 在操作 2 执行前就执行完的，有了 sfence 能力保障操作 1 和操作 2 的程序

1.2 lfence

load fence 指令前的读操作必须在 lfence 指令后边的读操作执行前执行

如图：如果没有 lfence 不能保障读操作 1 和 读操作 2 的程序，有了 lfence 就能够保障了

1.3 mfence

mix fence 是汇合了 sfence 和 lfence 的所有作用于一身,mfence 前边的读写操作必须在 mfence 后边读写操作开始之前实现

如图：mfence 能够保障 在执行读操作 2 和写操作 2 之前 必须执行完读操作 1 和写操作 1

1.4 其余

除了 fence 外，还有一些原子指令，比方 lock xxx

这些原子指令是一个 Full Barrier, 执行时会锁住内存子系统来保障执行程序

甚至跨多个 cpu

2.、JVM 级别标准

​ 留神：jvm 这只是 jvm 的标准，具体实现要看虚拟机怎么实现

2.1 LoadLoad 屏障

保障读操作的程序，LoadLoad 前边的读操作必须在 LoadLoad 后边的读操作前实现

如图：LoadLoad 能保障 读操作 2 和者读操作 3 执行前 必须执行完读操作 0 和读操作 1

2.2 StoreStore 屏障

比照 LoadLoad 保障写操作有序

2.3 LoadStroe 屏障

比照 LoadLoad 保障读操作和写操作有序

2.4 StoreLoad 屏障

比照 LoadLoad 保障写操作和读操作有序

3、volatile 实现细节
3.1 字节码层面

这里用到 jclasslib 前边文章讲过怎么装置 

public class VolatileTest {
    int i;
    volatile int x;
    public static void main(String[] args) {}}

jclasslib 能够看进去：

i 的修饰符是 0x0000[]

x 的修饰符是 0x0040[volatile]

很显著，字节码层面就只是给加了 volatile 的属性加了一个标识

3.2 JVM 层面

在写操作 和 读操作前后加了屏障

前后加了屏障，保障了程序性

volatile 类型变量批改之后会立刻写回内存，也就是从工作内存写回到主内存（JMM 常识）

​

3.3 操作系统硬件层面

须要应用 hsdis 进行反汇编，也就是把 class 编译成汇编指令。深刻了解 Java 虚拟机（第三版），448 页有个例子，这里就不叙述了，其实作为理解即可，底层也是通过 sfence lfence mfence 或者 lock 实现的。

windows x86 是用过 lock 实现的

这里须要应用 hsdis，没有太大必要去应用，如果有趣味能够用一下，不是很难，当前有工夫写一篇简略利用的文章。

4、synchronize 实现细节
4.1 字节码层面 
public class TestSync {synchronized  void m(){ }
    void n(){synchronized (this){}}
}

同样应用 jclasslib 看


能够看进去 办法是用了一个标识符，代码块应用了 monitorenter monitorexit 语句

4.2JVM 层面

​ c、c++ 调用操作系统提供的同步机制

4.3 操作系统硬件层面

x86: 应用的 lock cmpxchg 等 指令

只是作为理解，其实工作中很少能用到，感兴趣的能够依据具体的关键字进行查问

依照字节码、jvm、操作系统硬件层面 这三个层面了解即可

最初写一个面试题大家看看能答复上来吗？

  1. 形容一个一个对象的创立过程
  2. 对象在内存中的存储布局
  3. 对象头具体蕴含什么
  4. 对象是怎么定位的
  5. 对象怎么调配的
  6. Object o = new Object() 在内存中占用了多少字节

下一篇以这个题为例 写一篇文章

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