Jvm和CPU保证特定情况下不乱序
简介
CPU为了提高指令执行效率,会在一条指令执行过程中(比去内存读数据(慢100倍)),去同时执行另一条指令,前提是,两条指令没有依赖关系。
CPU保证不乱序
MESI--CPU缓存一致性协议(Inter的CPU)
概念
- Modified(被修改)
该缓存行只被缓存在该CPU的缓存中,并且是被修改过的(dirty),即与主存中的数据不一致,该缓存行中的内存需要在未来的某个时间点(允许其它CPU读取请主存中相应内存之前)写回(write back)主存。
当被写回主存之后,该缓存行的状态会变成独享(exclusive)状态。 - Exclusive(独享的)
该缓存行只被缓存在该CPU的缓存中,它是未被修改过的(clean),与主存中数据一致。该状态可以在任何时刻当有其它CPU读取该内存时变成共享状态(shared)。
同样地,当CPU修改该缓存行中内容时,该状态可以变成Modified状态。 - Shared(共享的)
该状态意味着该缓存行可能被多个CPU缓存,并且各个缓存中的数据与主存数据一致(clean),当有一个CPU修改该缓存行中,其它CPU中该缓存行可以被作废(变成无效状态(Invalid))。 - Invalid(无效的)
该缓存是无效的(可能有其它CPU修改了该缓存行)。
MESI状态转换图
状态之间的相互转换关系也可以使用下表进行表示。
Jvm
- sfence(store)
在sfence指令前的写操作当必须在 sfence指令后的写操作前完成。 - lfence(load)
在lfence指令前的读操作当必须在 lfence指令后的读操作前完成。 - mfence(modify/mix)
在mfence指令前的读写操作当必须在 mfence指令后的读写操作前完成。
列子
- Load1; LoadLoad; Load2
在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前,保证Load1要读取的数据被读取完毕。 - Store1; StoreStore; Store2
在Store2及后续写入操作执行前,保证Store1的写入操作对其它处理器可见。 - Load1; LoadStore; Store2
在Store2及后续写入操作被刷出前,保证Load1要读取的数据被读取完毕。 - Store1; StoreLoad; Load2
在Load2及后续所有读取操作执行前,保证Store1的写入对所有处理器可见。
参考
XFS