volatile随笔

1 内存的分类

1 操作系统层面 ： 操作系统内存 本地内存 native memory
都属于物理内存 （内存条）

2 JVM层面 ： 堆 方法区 虚拟机栈 本地方法栈 程序计数器
都属于物理内存上的一个内存池

3JMM层面 ： 主内存 本地内存

本地内存 = 虚拟机栈
主内存 = 堆 + 方法区

2 volatile 作用

1 保证可见性
2 禁止指令重排（保证有序性）
3 不保证原子性

JMM内存模型

八种操作

3 volatile 如何保证有序性

volatile 禁止指令重排，保证了有序性
1 指令重排分为两个阶段
编译阶段： Java层面（字节码文件）并没有做指令重排
运行阶段： （jdk源码阶段）产生指令重排

2 为什么会产生指令重排
CPU乱序执行

3 volatile如何解决运行期指令重排
3.1
as - if - serial 规范 ： 单线程运行下，不允许改变运行结果
happens - bdfore 实现
1 对象的初始化动作要优于finilize() 的调用
2 …

规范 预防的是宏观上的指令重排

3.2 内存屏障
1 编译阶段（编译屏障）：保证操作的是内存
2 运行阶段（内存屏障）： 发生于CPU内部

CPU提供的屏障
1 fence族 ： mfence lfence sfence (串行化读写)
2 lock指令： lock锁，锁住地址总线 （硬件）

内联汇编(表示屏障的语句)

 - asm - volatile ("lock ; add ( $0 , 0 (% % rsp": : : "c" , "memory");

“c” , “memory” ： 编译屏障

• asm - volatile ("lock ： 内存屏障 ，C , C++层面的volatile，禁止编译器优化无效代码

CPU写内存方式
1 同步写 ： CPU把数据写入store buffer，然后写入内存
2 异步写 ： CPU把数据写入store buffer，等待CPU空闲再把buffer中的数据写入内存（CPU默认采用）

因为CPU默认是异步写的方式，所以需要内存屏障把异步写方式改成近似同步写，使得读写操作只能按序执行，CPU无法乱序执行，最终是为了保证异步刷回内存的时间更短，读写有序

3 volatile 如何保证可见性

加了volatile关键字之后，会有一个写回的操作，在写回的过程中锁住主内存，使得错误数据不会被读取，写回完成之后解锁

4 new 的执行流程

1 在堆中创建一个空对象，将对象的引用压入虚拟机栈

2 复制栈顶数值并将复制的值压入栈（栈内用两个空对象的引用）

3 执行类默认的构造方法，初始化普通属性

4 把堆中已经完成初始化的对象的指针（栈顶元素）赋值给引用，还有一个赋值给this