并发编程的尝试之volatile的困惑

去年在使用C++实现一个线程安全的HashMap时，当我实现了HashMap，准备引入锁时，面对这么多共享的变量，我竟一时不知那些变量该使用volatile去声明，volatile一个在我大学毕业前就自认为搞的烂透的一个概念，当有人问我volatile时，我会从GCC编译器是如何实现volatile的，再到CMP，SMP，架构下CPU是如实现数据的可见性，及缓存一致性协议，内存栏栅。但在二年后的去年六七月份，当我真正想实现一个在多线程并发环境中使用的HashMap时，我却不知道该如何去使用它

有道是 纸上得来终觉浅，决知此事需躬行，不躬不知道，一躬吓一跳，原来我真的是只会与别人夸夸其谈，纸上谈兵的一个渣渣，一个垃圾，只会吹吹牛逼罢了

 

当时的我感觉并发编程实在是太难了，太难了，像我这种渣渣还是老老实实写写业务BUG，改改配置吧！我的自信心也因此倍受打击，因此并发编程大业无疾而终，唯留那残缺的代码独自躺在乌班图的虚拟机中

 

最近在了解到Java的volatile实现时，我脑子里，第一个蹦出来的疑问就是为什么JMM只要保证在JVM中各个Java字节码解释器线程栈中的副本变量（工作内存）与，主内存中的变量同步，就可以保证，共享变量的可见性，而完全不用关心每颗物理CPU核心的寄存器，一级cache，二级cache，共享的三级cache中的值有没有回写到内存中？JVM完全无视了硬件层次的数据一致性，而C/C++中的volatile保证的是一个变量在从内存通过3,2,1级cache到达cpu寄存器进行运算后要马上回写到内存，下次运算时再从内存中获取，这期间会被cacheline cache住，由membar及缓存一致性协议来保证cacheline中的数据对其它核心及其它cpu的可见性

 

我反编译了一段使用volatile修饰的int类型的Java代码，把反编译的字节码指令，对着JVM解释器源码，一个一个的查看JVM是怎样用C++中的volatile实现Java中使用volatile修饰的变量的，我试图在JVM解释器的C++源码中找到与volatile的相关的蛛丝马迹，但未果。于是我合上笔记本，怏怏地躺在床上打开小吊扇，对着旋转的小吊扇，我说吊扇啊，吊扇，请你告诉我？This is why

 

吊扇拖梦与我，如此，如此，这般，这般，一觉醒来，我顿悟，原来如此，，，

 

我称我的顿悟为变量对编译器的可见性或编译器对变量的可感知性，Java代码中的变量只能被Javac编译器感知到，JVM虚拟了一个的基于栈的CPU，每一个JVM解释器线程就是一颗虚拟CPU，在JVM中只需要保证volatile修饰的变量被加载到这个栈中进行运算后立刻马上同步到主内存中（同时还起membar的做用）即可保证对同一个JVM进程中各个字节码解释器线程的可见性，Java代码被编译成字节码后就是一堆相对偏移量和字节码，在被解释器，翻译成物理CPU的指令后就是另一堆相对偏移量和指令而已，Java代码是用Javac编译器编译的，JVM解释器是用C++实现的由g++编译器编译，Java代码中的一个变量是不可能被g++编译器感知到，从而把Java中的一个变量优化到物理CPU的寄存器中

我试着讲清楚但可能还是有点不清楚，因为我自己都不确定这是一个正确的说法