Java 装载屏障真正的作用是什么？

在Java中，当两个线程共享以下变量时：

int a;
volatile int b;

如果线程1执行以下操作：

a = 5;
b = 6;

然后在这两条指令之间插入StoreStore屏障，“a”被刷新回主内存

现在，如果线程2执行以下操作：

if(b == 6)
 a++;

在两者之间插入荷载屏障，我们保证，如果“b”的新值可见，则“a”的新值也可见。但这究竟是如何实现的呢？LoadLoad是否使CPU缓存/寄存器失效？或者只是指示CPU获取变量的值，然后再从CPU读取volatile

我找到了有关Load barrier（）的以下信息：

装载障碍物的顺序为：装载1；载荷；Load2确保 Load1的数据在Load2和all访问数据之前加载 随后加载指令。通常，显式加载 在执行推测性加载的处理器上需要屏障 和/或无序处理，其中等待加载指令可以 绕过等待的商店。在保证始终保持 按照负载顺序，屏障相当于无操作

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但它并没有真正解释这是如何实现的。

我将举一个例子说明这是如何实现的。你可以阅读更多的细节。对于x86处理器，正如您所指出的，LoadLoad最终将成为no-ops。我在文章中指出，马克

Doug列出了StoreStore、LoadLoad和LoadStore

因此，本质上唯一需要的障碍是x86体系结构的StoreLoad。那么，这是如何在低水平上实现的呢

这是该博客的摘录：

以下是它为易失性和非易失性读取生成的代码：

nop                       ;*synchronization entry
mov    0x10(%rsi),%rax    ;*getfield x

xchg   %ax,%ax
movq   $0xab,0x10(%rbx)
lock addl $0x0,(%rsp)     ;*putfield x

对于易失性写入：

nop                       ;*synchronization entry
mov    0x10(%rsi),%rax    ;*getfield x

xchg   %ax,%ax
movq   $0xab,0x10(%rbx)
lock addl $0x0,(%rsp)     ;*putfield x

lock

指令是Doug的食谱中列出的存储负载。但是，lock指令也会将所有读取与其他进程同步

锁定指令可用于同步一个用户写入的数据 并由另一个处理器读取

这减少了为易失性负载发出负载存储屏障的开销

尽管如此，我将重申亚西尔亚斯所指出的。它发生的方式对开发人员来说并不重要（如果您对处理器/编译器实现者感兴趣，那就另当别论了）。

volatile

关键字是一种界面语句

您将获得由另一个线程写入的最新读取

您不会被JIT编译器优化烧坏

如果该加载的计算结果为no op，那么线程2可以继续使用缓存的值

烹饪手册中的“可订购”表涵盖了这一点

编程顺序为

read b
read a
write a

“缓存”是指代码被重新排序

read a
...
read b

---

这种重新排序是禁止的。

答案取决于处理器体系结构-同一文档中的每个处理器指令都有一个表，该表显示，例如，

LoadLoad

在x86上是不可操作的。那么它是如何工作的呢？我的意思是，在StoreStore之后，这些值被刷新回内存。但是线程2应该如何看到它们呢？如果该加载的计算结果为no op，那么线程2可以继续使用缓存的值。因为处理器的内存模型足够强大，它可以保证情况会如此。我想说的是，Java承诺，如果您使用volatile，某些事情将/不会发生。如何在JVM中实现这一点是特定于处理器的，并使用特殊指令（如果相关，则不使用指令）。您可以在这里阅读关于LoadLoad/x86点的更多信息：您可以进一步阅读LoadLoad不是no-op的CPU体系结构，例如ARM。似乎是沉重的东西，虽然：）不错的链接。我会愚蠢地重新表述：“您将获得由另一个线程写入的最新读取”=>“您最终将在随后读取volatile变量时看到写入—“最终”意味着在实践中几乎立即”；-）实际上，如果您对应用程序运行最快的硬件或如何实现最高性能感兴趣，这一点很重要。我们希望从使用四插槽Xeon（64 SMT）中获得比最终更多的好处。如果您无法控制硬件或仅在单个套接字上运行，这可能不是问题，但并发实现细节以及它们如何影响大型计算机上的可伸缩性，如果在早期就知道它们，肯定会影响设计。@RalfH我是代表普通开发人员使用

volatile

关键字说话的。一般来说，开发人员不需要担心实现的易变性。当知道底层架构改变了您将如何使用volatile时，您是否看到过一个实例？：）没有，因为我也不知道硬件是如何实现的，所以我宁愿进行分析。这就是为什么我注意到ConcurrentHashMap中的易失性get-like对性能不好，所以我们最终在内容稳定后用CopyOnWriteHashMaps替换它们。如果你想知道下一步会发生什么，硬件细节是很重要的。我想知道Haswell中的硬件事务性内存对于Java并发性到底意味着什么。好吧，这让人费解：）我不确定我的理解是否正确：因为x86上的加载屏障是不可操作的，所以Marc的程序生成了一个StoreLoad屏障？（这是以“lock”开头的行）。如果volatile读取生成了一个额外的指令（锁），为什么他说我们可以期望volatile读取是免费的？回到我最初的问题，如果我们在Marc的示例中添加了一个非易失性的读取，那么“锁定”指令会起到神奇的作用吗（确保非易失性的可见性）？我实际上指的是CPU缓存中的真正缓存，而不是指令的重新排序。@zhong我认为Janek的担心