Java-volatile底层实现原理

一.volatile

代码

package jvm;

public class VolatileVisibilityTest {

    private static  boolean initFlag = false;
//    private static volatile boolean initFlag = false;
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                System.out.println("waiting data.....");
                while(!initFlag) {
                }
                System.out.println("success.....");
            }
        }).start();
        
        Thread.sleep(2000);
        
        new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                prepareData();
            }

        }).start();
    }
    
    public static void prepareData() {
        System.out.println("prapareing data......");
        initFlag = true;
        System.out.println("prapareing data end......");
    }
}

1.不使用volatile，运行结果：

waiting data.....
prapareing data......
prapareing data end......

 2.使用volatile，运行结果：

waiting data.....
prapareing data......
prapareing data end......
success.....

JMM数据原子操作

• read(读取)：作用于主内存，它把变量值从主内存传送到线程的工作内存中，以便随后的load动作使用；

• load(载入)：作用于工作内存，它把read操作的值放入工作内存中的变量副本中；

• use(使用)：作用于工作内存，它把工作内存中的值传递给执行引擎，每当虚拟机遇到一个需要使用这个变量的指令时候，将会执行这个动作；

• assign(赋值)：作用于工作内存，它把从执行引擎获取的值赋值给工作内存中的变量，每当虚拟机遇到一个给变量赋值的指令时候，执行该操作；

• store(存储)：作用于工作内存，它把工作内存中的一个变量传送给主内存中，以备随后的write操作使用；

• write(写入)：作用于主内存，它把store传送值放到主内存中的变量中。

• lock(锁定)：作用于主内存，它把一个变量标记为一条线程独占状态；

• unlock(解锁)：作用于主内存，它将一个处于锁定状态的变量释放出来，释放后的变量才能够被其他线程锁定；

voliate缓存可见性实现原理：

底层实现主要是通过汇编lock前缀指令，它会锁定这块区域内的缓存（缓存行锁定）并会回写到主内存。

IA-32架构开发者对lock指令的解释：

1)会将当前处理器缓存行的数据立即写会系统主存

2）这个写回内存的操作会引起在其他cpu里缓存了该内存地址的数据无效（MES协议）

线程2将initFlag的值store到主内存时要通过总线，cpu总线嗅探机制监听到initFlag值被修改，线程1的initFlag失效，线程1需要重新read initFlag的值。

 二.synchronize

代码：

package concurrent;

public class VolatileAtumicTest {
	private static volatile int num = 0;
	public static  void increse() {
//	public static synchronized void increse() {
		num++;
	}
	
	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
		Thread[] threads = new Thread[10];
		for(int i=0; i<threads.length; i++) {
			threads[i] = new Thread(new Runnable() {
				public void run() {
					for(int i=0; i<1000; i++) {
						increse();
					}
				}
			});
			threads[i].start();
		}
		
		for(Thread t : threads) {
			t.join();
		}
		
		System.out.println(num);
	}

}

 不加synchronized，输出：

num<=10000

加上synchronized，输出：

10000