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instance = new Single()這句，這并非是一個原子操作，在 JVM 中做了下面 3 件事情。 1. 給 instance 分配堆內(nèi)存(Single 對象) 2. 調(diào)用 Single的構(gòu)造函數(shù)來初始化成員變量，形成實例 3. 將instance 指針指向分配的內(nèi)存空間（執(zhí)行完這步 singleton才是非 null了）。 簡單說即，開辟堆空間，構(gòu)造，指向堆空間。 正常執(zhí)行順序：1->2->3，由于2和3沒有依賴性（1和3有依賴性），可能發(fā)生指令重排，可能的執(zhí)行順序為：1->3->2。 當1,3執(zhí)行后，instnce指針是不為null了，此時，另一個線程執(zhí)行 if(instance == null) 就會判斷是非空直接返回，而此時，Single的構(gòu)造還可能未執(zhí)行，會引發(fā)嚴重數(shù)據(jù)錯誤?。。?！ 解決方法（volatile）： volatile關(guān)鍵字的一個作用是禁止指令重排，把instance聲明為volatile之后，對它的寫操作就會有一個內(nèi)存屏障，這樣，在它的賦值完成之前，就不用會調(diào)用讀操作。 內(nèi)存屏障由來對于CPU的寫，目前主流策略有兩種： 1、write back：即CPU向內(nèi)存寫數(shù)據(jù)時，先把真實數(shù)據(jù)放入store buffer中，待到某個合適的時間點，CPU才會將store buffer中的數(shù)據(jù)刷到內(nèi)存中，而且這兩個操作是異步的。這在多線程環(huán)境中，有些情況下是可以接受的，但是有些情況是不可接受的，為了讓程序員有能力根據(jù)業(yè)務(wù)需要達到同步完成，就設(shè)計了內(nèi)存屏障。關(guān)于內(nèi)存屏障，后面會細講。 2、write through：即CPU向內(nèi)存寫數(shù)據(jù)時，同步完成寫store buffer與內(nèi)存。 當前CPU大多數(shù)采用的是write back策略?？赡苡型獑柫耍簽槭裁茨?？因為大多數(shù)情況下，CPU異步完成寫內(nèi)存產(chǎn)生的部分延遲是可以接受的，而且這個延遲極短。只有在多線程環(huán)境下需要嚴格保證內(nèi)存可見等極少數(shù)特殊情況下才需要保證CPU的寫在外界看來是同步完成的，需要借助CPU提供的內(nèi)存屏障實現(xiàn)。如果直接采用策略2：write through，那每次寫內(nèi)存都需要等待數(shù)據(jù)刷入內(nèi)存，極大影響了CPU的執(zhí)行效率。 內(nèi)存屏障實現(xiàn)為什么要插入屏障？本質(zhì)是業(yè)務(wù)層面不能接受寫store buffer與刷回內(nèi)存這兩個異步操作產(chǎn)生的哪怕是極少的延遲，即對內(nèi)存可見性的要求極高。 內(nèi)存屏障到底是什么？內(nèi)存屏障什么都不是，它只是一個抽象概念，就像OOP。如果這樣說你不理解，那你把他理解成一堵墻，這堵墻正面與反面的指令無法被CPU亂序執(zhí)行及這堵墻正面與反面的讀寫操作需有序執(zhí)行。 CPU提供了三個匯編指令串行化運行讀寫指令達到實現(xiàn)保證讀寫有序性的目的： SFENCE：在該指令前的寫操作必須在該指令后的寫操作前完成 LFENCE：在該指令前的讀操作必須在該指令后的讀操作前完成 MFENCE：在該指令前的讀寫操作必須在該指令后的讀寫操作前完成 何謂串行化？你可以理解成CPU把讀、寫、讀寫請求放入了一個隊列，按照先進先出的順序執(zhí)行下去；何謂讀操作完成，即CPU執(zhí)行一次讀操作，把值讀到寄存器中；何謂寫操作完成，即CPU執(zhí)行一次寫操作，數(shù)據(jù)刷到內(nèi)存中。 Java的volatile在實現(xiàn)層面用的不是fence族屏障，而是lock。lock是如何實現(xiàn)屏障效果的呢？JVM為什么不用fence族呢？ 。。。 |
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