volatile的應用
Java編程語言允許線程訪問共享變量，為了確保共享變量能被準確和一致地更新，線程應該確保通過排他鎖單獨獲得這個變量。Java提供了volatile，在某些情況下比鎖要更加方便。如果一個字段被聲明成volatile，Java線程內存模型確保所有線程看到這個變量的值是一致的。
volatile是如何保證可見性的呢？讓我們在X86處理器下通過工具獲取JIT編譯器生成的匯編指令來查看對volatile進行寫操作時，CPU會做什么事。
Java代碼如下：
instance = new Singleton(); //instance是volatile變量
轉成匯編代碼，如下：
0x01a3de1d:movb $0x0，0x1104800(%esi);0x01a3de24: lock addl $0x0,(%esp);
有volatile變量修飾的共享變量進行寫操作的時候會多出第二行匯編代碼，通過查IA-32架構軟件開發(fā)者手冊可知，Lock前綴的指令在多核處理器下會引發(fā)兩件事情。
- 將當前處理器緩存行的數(shù)據(jù)寫回系統(tǒng)內存。
- 這個寫回內存的操作會使在其他CPU里緩存了該內存地址的數(shù)據(jù)無效。
為了提高處理速度，處理器不直接和內存進行通信，而是先將內存系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀到內部緩存（L1,L2或其他）后再進行操作，但操作完不知道何時會寫到內存。如果聲明了volatile的變量進行寫操作,JVM就會向處理器發(fā)送一條Lock前綴的指令，將這個變量所在緩存行的數(shù)據(jù)寫回系統(tǒng)內存。但是，就算寫回到內存，如果其他處理器緩存的值還是舊的，再執(zhí)行計算操作就會有問題。所以，在多處理器下，為了保證各個處理器的緩存是一致的，就會實現(xiàn)緩存一致性協(xié)議，每個處理器通過嗅探在總線上傳播的數(shù)據(jù)來檢查自己緩存的值是不是過期了，當處理器發(fā)現(xiàn)自己緩存行對應的內存地址被修改，就會將當前處理器的緩存行設置成無效狀態(tài)，當處理器對這個數(shù)據(jù)進行修改操作的時候，會重新從系統(tǒng)內存中把數(shù)據(jù)讀到處理器緩存里。
volatile的兩條實現(xiàn)原則：
- Lock前綴指令會引起處理器緩存會寫到內存。
- 一個處理器的緩存回寫到內存會導致其他處理器的緩存無效。
