volatile底层实现原理

定义

java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能够被准确和一致的更新，线程应该通过排他锁获得这个变量。java提供了volatile，在某些情况下比锁更加方便。如果一个字段被声明成volatile，java线程内存模型确保所有线程看到的这个变量的值是一致的。

汇编代码

使用命令获得汇编代码

java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintAssemblyJava HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: PrintAssembly is enabled; turning on DebugNonSafepoints to gain additional outputLoaded disassembler from /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_101.jdk/Contents/Home/jre/lib/hsdis-amd64.dylibDecoding compiled method 0x0000000110da4b50:Code:[Disassembling for mach='i386:x86-64'][Entry Point][Constants]  # {method} {0x000000010f163000} 'hashCode' '()I' in 'java/lang/String'  #           [sp+0x40]  (sp of caller)  0x0000000110da4cc0: mov    0x8(%rsi),%r10d  0x0000000110da4cc4: shl    $0x3,%r10  0x0000000110da4cc8: cmp    %rax,%r10  0x0000000110da4ccb: jne    0x0000000110ceae20  ;   {runtime_call}  0x0000000110da4cd1: data32 data32 nopw 0x0(%rax,%rax,1)  0x0000000110da4cdc: data32 data32 xchg %ax,%ax[Verified Entry Point]  0x0000000110da4ce0: mov    %eax,-0x14000(%rsp)  0x0000000110da4ce7: push   %rbp  0x0000000110da4ce8: sub    $0x30,%rsp  ......

mac系统下使用此命令的前提是下载hsdis-amd64.dylib，并将其放入到jdk的jre下的lib目录下

实现原理

通过利用工具获得class文件的汇编代码，会发现，标有volatile的变量在进行写操作时，会在前面加上lock质量前缀。

而lock指令前缀会做如下两件事

1. 将当前处理器缓存行的数据写回到内存。lock指令前缀在执行指令的期间，会产生一个lock信号，lock信号会保证在该信号期间会独占任何共享内存。lock信号一般不锁总线，而是锁缓存。因为锁总线的开销会很大。

2. 将缓存行的数据写回到内存的操作会使得其他CPU缓存了该地址的数据无效。