barrier cream是什么意思 barrier( 三 )

但是，如果线程A执行的代码发生了指令重排，初始化和contextReady的赋值交换了顺序：

boolean contextReady = false;

在线程A中执行:

contextReady = true;
context = loadContext();

在线程B中执行:

while( ! contextReady ){
sleep(200);
}
doAfterContextReady (context);

这个时候，很可能context对象还没有加载完成，变量contextReady 已经为true，线程B直接跳出了循环等待，开始执行doAfterContextReady 方法，结果自然会出现错误。
需要注意的是，这里java代码的重排只是为了简单示意，真正的指令重排是在字节码指令的层面。
内存屏障
内存屏障可以解决指令重排问题
什么是内存屏障？
内存屏障（Memory Barrier）是一种CPU指令，维基百科给出了如下定义：

A memory barrier, also known as a membar, memory fence or fence instruction, is a type of barrier instruction that causes a CPU or compiler to enforce an ordering constraint on memory operations issued before and after the barrier instruction. This typically means that operations issued prior to the barrier are guaranteed to be performed before operations issued after the barrier.

翻译结果如下：

内存屏障也称为内存栅栏或栅栏指令，是一种屏障指令，它使CPU或编译器对屏障指令之前和之后发出的内存操作执行一个排序约束。这通常意味着在屏障之前发布的操作被保证在屏障之后发布的操作之前执行。

内存屏障共分为四种类型：
LoadLoad屏障：
抽象场景：Load1; LoadLoad; Load2
Load1 和 Load2 代表两条读取指令。在Load2要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
StoreStore屏障：
抽象场景：Store1; StoreStore; Store2
Store1 和 Store2代表两条写入指令。在Store2写入执行前，保证Store1的写入操作对其它处理器可见
LoadStore屏障：
抽象场景：Load1; LoadStore; Store2
在Store2被写入前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
StoreLoad屏障：
抽象场景：Store1; StoreLoad; Load2
在Load2读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。StoreLoad屏障的开销是四种屏障中最大的。
volatile是怎么使用内存屏障的
在一个变量被volatile修饰后，JVM会为我们做两件事：
1.在每个volatile写操作前插入StoreStore屏障，在写操作后插入StoreLoad屏障。
2.在每个volatile读操作前插入LoadLoad屏障，在读操作后插入LoadStore屏障。
或许这样说有些抽象，我们看一看刚才线程A代码的例子：

boolean contextReady = false;

在线程A中执行:

context = loadContext();
contextReady = true;

我们给contextReady 增加volatile修饰符，会带来什么效果呢？

文章插图
由于加入了StoreStore屏障，屏障上方的普通写入语句 context = loadContext() 和屏障下方的volatile写入语句 contextReady = true 无法交换顺序，从而成功阻止了指令重排序。

文章插图

注：happens-before是JSP-133规范之一，内存屏障是CPU指令。可以简单理解为前者是最终目的，后者是实现手段。

总结：
volatile特性之一：
保证变量在线程之间的可见性。可见性的保证是基于CPU的内存屏障指令，被JSR-133抽象为happens-before原则。
volatile特性之二：
阻止编译时和运行时的指令重排。编译时JVM编译器遵循内存屏障的约束，运行时依靠CPU屏障指令来阻止重排。
几点补充：
1. 关于volatile的介绍，本文很多内容来自《深入理解Java虚拟机》这本书。有兴趣的同学可以去看看。
2. 在使用volatile引入内存屏障的时候，普通读、普通写、volatile读、volatile写会排列组合出许多不同的场景。我们这里只简单列出了其中一种，有兴趣的同学可以查资料进一步学习其他阻止指令重排的场景。
3.volatile除了保证可见性和阻止指令重排，还解决了long类型和double类型数据的8字节赋值问题。这个特性相对简单，本文就不详细描述了。

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