volatile语句的负载障碍在哪里？

Question

我写了这个简单的Java程序:

package com.salil.threads;

public class IncrementClass {

    static volatile int j = 0;
    static int i = 0;

    public static void main(String args[]) {

        for(int a=0;a<1000000;a++);
        i++;
        j++;            
    }       
}

这为i ++和j ++生成了以下反汇编代码(删除了剩余的反汇编代码):

  0x0000000002961a6c: 49ba98e8d0d507000000 mov       r10,7d5d0e898h
                                                ;   {oop(a 'java/lang/Class' = 'com/salil/threads/IncrementClass')}
  0x0000000002961a76: 41ff4274            inc       dword ptr [r10+74h]
                                                ;*if_icmpge
                                                ; - com.salil.threads.IncrementClass::main@5 (line 10)
  0x0000000002961a7a: 458b5a70            mov       r11d,dword ptr [r10+70h]
  0x0000000002961a7e: 41ffc3              inc       r11d
  0x0000000002961a81: 45895a70            mov       dword ptr [r10+70h],r11d
  0x0000000002961a85: f083042400          lock add  dword ptr [rsp],0h
                                                ;*putstatic j
                                                ; - com.salil.threads.IncrementClass::main@27 (line 14)

这是我对以下汇编代码的理解:

• mov r10,7d5d0e898h:将指针移动到IncrementClass.class以注册r10
• inc dword ptr [r10 + 74h]:递增[r10 + 74h]处地址的4字节值,(即i)
• mov r11d,dword ptr [r10 + 70h]:将地址[r10 + 70h]的4值移动到寄存器r11d(即将j移动到r11d)
• inc r11d:增加r11d
• mov dword ptr [r10 + 70h],r11d:将r11d的值写入[r10 + 70h]所以它对其他线程可见-lock add dword ptr [rsp],0h:锁定堆栈指针rsp所代表的内存地址添加0到它.

JMM声明在每次易失性读取之前必须有一个加载内存屏障,并且在每次易失性写入之后必须存在存储障碍.我的问题是:

1. 为什么在将j读入r11d之前没有负载障碍？
   
2. 如何锁定并添加到rsp确保r11d中j的值被传回主存储器.我从intel规范中读到的是,在操作期间,lock为cpu提供了对指定内存地址的独占锁定.

Answer 1

英特尔处理器x86具有强大的内存模型.

因此,所有屏障StoreStore,LoadLoad,LoadStore都是x86上的no-op. StoreLoad除外,可以通过 mfence或cpuid或锁定insn实现.您已经可以使用汇编代码确认.其他障碍只是意味着限制编译器优化和转换,因此它们不会破坏java内存模型规范.

当你在intel处理器上运行时,我假设它的x86.

请阅读

1. http://gee.cs.oswego.edu/dl/jmm/cookbook.html供参考.

2. http://psy-lob-saw.blogspot.com/2013/08/memory-barriers-are-not-free.html

3. http://jsr166-concurrency.10961.n7.nabble.com/x86-NOOP-memory-barriers-td9991.html

Lock不是指令,而是指令前缀(表现为storeLoad屏障).

1. "锁定"指令在x86汇编中意味着什么？
2. 为什么我们需要在CMPXCHG之前使用锁前缀

Answer 2

volatileJava中的关键字仅保证跳过线程本地副本和缓存，并且直接从主内存加载值或写入主内存。但它不包含锁定机制。因此，从 读取volatile或写入volatile是原子的，但是一系列读取和写入操作，如上面的

j++

不是原子的，因为其他一些线程可以修改j主内存中变量的读取和写入之间的值。要实现原子增量，您需要使用封装在 java 中的原子类中的 CAS 操作，例如AtomicInteger等。或者，如果您喜欢低级编程，您可以在Unsafe类 EgUnsafe.compareAndSwapInt等中使用原子方法。