将线程本地内存刷新到全局内存是什么意思？

Question

我知道Java中的易失性变量的目的是使对此类变量的写入对其他线程立即可见。我还知道，同步块的作用之一是将线程本地内存刷新到全局内存。

在这种情况下，我从未完全理解对“线程本地”内存的引用。我了解仅存在于堆栈中的数据是线程局部的，但是当谈论堆上的对象时，我的理解变得模糊。

我希望能就以下几点发表评论：

1. 在具有多个处理器的计算机上执行时，刷新线程本地内存是否仅是指将CPU缓存刷新到RAM中？

2. 在单处理器计算机上执行时，这有什么意义吗？

3. 如果堆有可能在两个不同的内存位置（每个线程由不同的线程访问）具有相同的变量，那么在什么情况下会出现这种情况？这对垃圾回收有什么影响？VM如何积极地执行此类操作？

4. （编辑：添加问题4） 退出同步块时会刷新哪些数据？线程在本地具有所有功能吗？是否仅在同步块内进行写入？

        Object x = goGetXFromHeap(); // x.f is 1 here    
    Object y = goGetYFromHeap(); // y.f is 11 here
    Object z = goGetZFromHead(); // z.f is 111 here

    y.f = 12;

    synchronized(x)
    {
        x.f = 2;
        z.f = 112;
    }

    // will only x be flushed on exit of the block? 
    // will the update to y get flushed?
    // will the update to z get flushed?

总的来说，我认为是试图了解线程本地意味着仅由一个CPU物理访问的内存，还是VM进行了逻辑线程本地堆分区？

到演示文稿或文档的任何链接都将非常有帮助。我花了很多时间研究这个问题，尽管我找到了很多不错的文献，但是我对不同的情况和线程本地内存的定义无法满足我的好奇心。

非常感谢。

Answer 1

您所说的同花大顺被称为“内存屏障”。这意味着CPU确保从其他CPU /内核也可以看到RAM的内容。它意味着两件事：

• JIT编译器刷新CPU寄存器。通常，代码可以在CPU寄存器中保留一些全局可见数据（例如，实例字段内容）的副本。从其他线程看不到寄存器。因此，一半的工作synchronized是确保不维护此类缓存。

• 该synchronized实现还执行内存屏障，以确保将当前内核对RAM的所有更改都传播到主RAM（或者至少所有其他内核都知道该内核具有最新值-缓存一致性协议可以是复杂）。

在单处理器系统（我的意思是，具有单个CPU且具有单核的系统）上，第二项工作是微不足道的，但是单处理器系统在当今变得越来越罕见。

对于线程局部堆，理论上可以做到这一点，但是通常不值得付出努力，因为没有任何东西可以告诉您要使用a刷新内存的哪些部分synchronized。这是带共享内存的线程模型的局限性：应该共享
所有 内存。第一次遇到synchronizedJVM时，应将其所有“线程本地堆对象”刷新到主RAM。

但是，Sun最近提供的JVM可以执行“转义分析”，其中JVM成功地证明了某些实例永远不会从其他线程中看到。例如，这是StringBuilder创建javac用于处理字符串串联的实例的典型方法。如果实例从不作为参数传递给其他方法，则它不会变为“全局可见”。这使它有资格进行线程本地堆分配，甚至在适当的情况下也有资格进行基于堆栈的分配。请注意，在这种情况下，没有重复。该实例不在“同时位于两个地方”。只是JVM可以将实例保留在私有位置，而不会产生内存屏障的成本。