第二天笔记

Volitile的使用

保持线程可见性

禁止指令重排：单线程中，两条指令的执行前后顺序不会影响执行结果，CPU流水线会优化执行顺序

如果存在乱序，则不可能出现x=0，y=0的结果
运行结果：出现了（0,0），说明语句发生了乱序（17、18行之间，或24、25行之间，发生了执行顺序交换）

乱序会产生严重后果吗？
DCL单例要不要加Volitile？

对象的创建过程：
1、执行new申请内存空间，m默认值是0
2、invokespecial 调用构造方法，m变为8
3、astore 将栈空间的t和堆空间的内存建立连接

DCL

饿汉式单例模式

懒汉式单例模式：DoubleCheck Lock 双重检测锁

是否可以先在判断null的时候直接加锁？从逻辑上没有问题，但是效率不高。

美团：上述单例的INSTANCE是否需要加Volitile？需要！

恶汉是static的，class load的时候就被new了，是jvm级别的保证（只执行一次），不存在指令重排的问题，在服务起来的时候就初始化了，调用都是初始化之后的事情了
懒汉：加了volitile就能解决这个问题吗？是的。

JSR内存屏障

JSR规范规定：在任何JVM的实现中，被volitile修饰的变量不能发生重排。这是一个逻辑概念，是JVM层级的要求，不要直接理解为CPU级别的内存屏障。JVM实现为使用lockctl指令。
Load：读
Store：写

JVM层级的实现：（这个问题只有阿里问过）
如果要写，则上面加StoreStore屏障，下面加StoreLoad屏障
如果要读，则上面加LoadLoad屏障，下面加LoadStore屏障

Happens-Before原则：规定了哪些指令在执行的时候不可以重排序，需要加屏障（以下8种情况）

as if serial：（可能一些书中会提到这个术语）不管如何重排序，单线程执行结果不会改变，不会影响数据最终一致性。

以上都是概念，下面我们来看具体实现

Volatile如何保证一致性？

一般情况下，多核共享一个L3，而每个核心拥有自己的L1，L2

从内存往L3读数据的时候，按块读取，一次读取一个缓存行cache line，一个缓存行一般为64字节
按块读取，是因为根据程序局部性原理，可以提高效率
充分发挥总线 CPU针脚等一次性读取更多数据的能力

缓存行64字节是怎么确定的？和总线宽度没有关系，这是一个工业上的折中值。

以缓存行为单位保持一致性：如果一行数据失效了，会通知其他缓存去更新。

这和volitile无关，每个机器都已经实现。见：MESI缓存一致性协议（针对Intel CPU的协议）
其他协议：MSI MESI MOSI Synapse Firefly Dragon

整个程序执行完从3秒优化成1秒多：在变量x前后，添加56字节的冗余变量，这样保证不再同一个缓存行64字节，不需要来回通知更新。两个CPU里面访问的x不需要通知其他CPU

单机最快的消息队列：鼻祖是RingBuffer。里面进行了很多先顾不到的优化，其中之一就使用了填充缓存行的方式。后来，好多队列都采用了RingBuffer解决方案。

解决缓存行的伪共享问题，提高效率

拓展

WC - 合并写技术

WCBuffer只有4个字节，CPU写的时候要凑满4字节才写一次。

下面这个例子可以证明WCBuffer的存在，它的运行结果为，两次循环比一次循环执行的速度更快，因为凑出了4个字节，写入效率高。

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