Java并发编程的艺术学习笔记（三） Java内存模型（四）

3.4 volatile内存语义

3.4.1 volatile的特性

一个volatile变量的单个读写操作，与一个普通变量的读写操作都是使用同一个锁来同步，他们之间的执行效果相同。

锁的happens-before规则保证释放锁和获取锁的两个线程之间的内存可见性，意味着对一个volatile变量的读，总是能看到（任意线程）对这个volatile变量最后的写入。（可见性）

即使是64位long或double型变量，只要是volatile变量，读写操作就具有原子性。但是多个volatile操作或类似于volatile++这种复合操作，就不具有原子性。（原子性）

3.4.2 volatile写——读建立的happens-before关系

 从内存语义的角度来说，volatile的写和锁的释放具有相同的内存语义；volatile的读与锁的获取具有相同的内存语义。 

3.4.3 volatile写——读的内存语义

当写一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存中的共享变量值刷新到主内存。

当读一个volatile变量时，JMM会把该线程对应的本地内存置为无效

·线程A写一个volatile变量，实质上是线程A向接下来将要读这个volatile变量的某个线程发出了（其对共享变量所做修改的）消息。
·线程B读一个volatile变量，实质上是线程B接收了之前某个线程发出的（在写这个volatile变量之前对共享变量所做修改的）消息。
·线程A写一个volatile变量，随后线程B读这个volatile变量，这个过程实质上是线程A通过 主内存向线程B发送消息。

3.4.4 volatile内存语义的实现

为了实现volatile内存语义，JMM会限制编译器重排序和处理器重排序。

第一个操作是volatile读，第二个操作是volatile写，不能重排序

为了实现volatile内存语义，编译器在生成字节码时，会在指令序列中插入内存屏障来禁止特定类型的处理器重排序。

3.4.5 JSR-133为什么要增强volatile的内存语义

在旧的内存模型中，volatile的写-读没有锁的释放-获所具有的内存语义。为了提供 一种比锁更轻量级的线程之间通信的机制，JSR-133专家组决定增强volatile的内存语义：严格 限制编译器和处理器对volatile变量与普通变量的重排序，确保volatile的写-读和锁的释放-获 取具有相同的内存语义。从编译器重排序规则和处理器内存屏障插入策略来看，只要volatile 变量与普通变量之间的重排序可能会破坏volatile的内存语义，这种重排序就会被编译器重排
序规则和处理器内存屏障插入策略禁止。