多线程003--volatile的可见性和禁止指令重排序怎么实现的

在代码种加入volatile关键字时，生成的汇编代码会出现一个locl前缀指令。

local前缀指令实际上相当于一个内存屏障，它有3个功能：

1.它确保指令重排序时不会把后面的指令排到内存屏障之前的位置，也不会把前面的指令排到内存屏障的后面。即在执行到内存屏障位置时，它前面的操作已全部完成。

2.它会强制将对缓存的修改操作立即写入主存。

3.如果是写操作，它会导致其他CPU中对应的缓存行无效。

 

所以可见性和禁止指令重排序如下：

可见性：

volatile的功能就是被修饰的变量的值修改后，可以立即同步到主内存，被修饰的变量在每次用之前都从主内存刷新。本质也是通过内存屏障来实现可见性。

写内存屏障可以促使处理器将当前store buffer(存储缓存)的值写回主存。

读内存屏障可以促使处理invalidate queue(失效队列)。从而避免存储缓存和失效队列的非实时性带来的问题。

 

禁止指令重排：

volatile是通过内存屏障来禁止指令重排，JMM内存屏障策略：storestore、storeload、loadload、loadstore

store为写操作，load为读操作。

典型使用场景为单例模式的双重检查机制，代码如下：

public class MultiThreadSingleton {

    private static volatile MultiThreadSingleton multiThreadsSingleton = null;

    private MultiThreadSingleton() {
        System.out.println("MultiThreadSingleton init");
    }

    public static MultiThreadSingleton getInstance() {
        if (multiThreadsSingleton == null) {
            synchronized (MultiThreadSingleton.class) {
                if (multiThreadsSingleton == null) {
                    multiThreadsSingleton = new MultiThreadSingleton();
                }
            }
        }
        return multiThreadsSingleton;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                MultiThreadSingleton.getInstance();
            }).start();
        }

    }
}