易失性语句的负载屏障在哪里？

Question

我编写了一个简单的Java程序：

package com.salil.threads;

public class IncrementClass {

    static volatile int j = 0;
    static int i = 0;

    public static void main(String args[]) {

        for(int a=0;a<1000000;a++);
        i++;
        j++;            
    }       
}

这将为I和j生成以下反汇编代码(删除了剩余的反汇编代码):

  0x0000000002961a6c: 49ba98e8d0d507000000 mov       r10,7d5d0e898h
                                                ;   {oop(a 'java/lang/Class' = 'com/salil/threads/IncrementClass')}
  0x0000000002961a76: 41ff4274            inc       dword ptr [r10+74h]
                                                ;*if_icmpge
                                                ; - com.salil.threads.IncrementClass::main@5 (line 10)
  0x0000000002961a7a: 458b5a70            mov       r11d,dword ptr [r10+70h]
  0x0000000002961a7e: 41ffc3              inc       r11d
  0x0000000002961a81: 45895a70            mov       dword ptr [r10+70h],r11d
  0x0000000002961a85: f083042400          lock add  dword ptr [rsp],0h
                                                ;*putstatic j
                                                ; - com.salil.threads.IncrementClass::main@27 (line 14)

这就是我对以下汇编代码的理解：

• mov r10,7d5d0e898h：将指针移动到IncrementClass。要注册r10的类
• inc dword ptr[r10 74h]：递增地址为[r10 74 h]的4字节值，（即i）
• mov r11d，dword ptr[r10 70h]：将地址[r10 70 h]处的4值移动到寄存器r11d（即将j的值移动到r11d）
• inc r11d：增量r11d
• mov dword ptr[r10 70h]，r11d：将r11d的值写入[r10 70 h]，以便对其他线程可见-lock add dword ptr[rsp]，0h：锁定堆栈指针rsp表示的内存地址并将其添加0

JMM指出，在每次易失性读取之前必须有一个加载内存屏障，在每次易失性写入之后必须有一个存储屏障。我的问题是：

1. 为什么在将j读入r11d之前没有负载屏障？
   
2. 锁定和添加到 rsp 如何确保 r11d 中 j 的值传播回主存储器。我从英特尔规格中读到的只是，锁定在操作期间为 CPU 提供指定内存地址上的独占锁。

Answer 1

屏障可能会被你的即时编译器优化出来，因为你的程序是单线程的（只有一个线程——主线程），就像单线程环境下的锁可以被优化出来一样，这种优化是独立于处理器架构的。

Answer 2

Java中的< code>volatile关键字仅保证线程本地副本和缓存将被跳过，值将直接从主内存加载或写入主内存。然而，它不包含锁定机制。因此，从< code>volatile中读取数据或向< code>volatile中写入数据是原子性的，而是一系列的读取和写入操作，如上所述

j

不是原子的，因为其他一些线程可以在读取和写入主存变量之间修改< code>j的值。为了实现原子增量，你需要使用CAS操作，它被封装在java的原子类中，比如< code>AtomicInteger等。或者，如果您喜欢低级编程，您可以在< code>Unsafe类中使用原子方法，例如< code > Unsafe . compareandswapint 等。

Answer 3

因此，x86上的所有barrier StoreStore、LoadLoad和LoadStore都是无操作的。除了可以通过mfence或cpuid实现的StoreLoad或locked insn。你可以用你的汇编代码来确认。其他障碍仅仅意味着对编译器优化和转换的限制，这样它们就不会破坏java内存模型规范。

当您在英特尔处理器上运行时，我假设它的x86。

请阅读

> < Li > < p > http://gee . cs . OS wego . edu/dl/jmm/cookbook . html以供参考。

http://psy-lob-saw.blogspot.com/2013/08/memory-barriers-are-not-free.html

锁定不是一个指令，而是一个指令前缀（表现为存储负载屏障）。

1. x86汇编中的“锁定”指令是什么意思？
2. 为什么我们需要在 CMPXCHG 之前添加锁定前缀