内存屏障与JVM并发 - 编程入门网

st.rel屏障是单向的——就像ld.acq一样。但是在第五行编译器设置了一个双 向内存屏障。mf指令，或者称为“内存栅栏”，是Itanium 2指令集中的完整栅栏 。笔者认为是多余的。

内存屏障与JVM并发(3)

内存屏障是特定于硬件的

本文不想针对所有内存屏障做一综述。这将是一件不朽的功绩。但是，重要的 是认识到这些指令在不同的硬件体系中迥异。下面的指令是连续写操作在多处理 Intel Xeon硬件上编译的结果。本文后面的所有汇编指令除非特殊声明否则都出 自于Intel Xeon。

1　0x03f8340c:　push　　%ebp　　　　　　　　;...55 　 2　0x03f8340d:　sub　　$0x8,%esp　　　　　;...81ec0800　 0000 　 3　0x03f83413:　mov　　$0x14c,%edi　　　　;...bf4c0100　00 　 4　0x03f83418:　movb　　$0x1,-0x505a72f0(%edi)　;...c687108d　 a5af01 　 5　0x03f8341f:　mfence　　　　　　　　　　;...0faef0 　 6　0x03f83422:　mov　　$0x148,%ebp　　　　;...bd480100　00 　 7　0x03f83427:　mov　　$0x14d,%edx　　　　;...ba4d0100　00 　 8　0x03f8342c:　movsbl　-0x505a72f0(%edx),%ebx　;...0fbe9a10　 8da5af 　 9　0x03f83433:　test　　%ebx,%ebx　　　　　;...85db 10　0x03f83435:　jne　　0x03f83460　　　　　;...7529 11　0x03f83437:　movl　　$0x1,-0x505a72f0(%ebp)　;...c785108d　 a5af01 12　0x03f83441:　movb　　$0x0,-0x505a72f0(%edi)　;...c687108d　 a5af00 13　0x03f83448:　mfence　　　　　　　　　　;...0faef0 14　0x03f8344b:　add　　$0x8,%esp　　　　　;...83c408 15　0x03f8344e:　pop　　%ebp　　　　　　　　;...5d

我们可以看到x86 Xeon在第11、12行执行两次volatile写操作。第二次写操作 后面紧跟着mfence操作——显式的双向内存屏障。

下面的连续写操作基于SPARC。

1　0xfb8ecc84:　ldub　[　%l1　+　0x155　],　%l3 　;...e60c6155 　 2　0xfb8ecc88:　cmp　%l3,　0　　　　　　　　;...80a4e000 　 3　0xfb8ecc8c:　bne,pn　　%icc,　0xfb8eccb0　;...12400009 　 4　0xfb8ecc90:　nop　　　　　　　　　　　　;...01000000 　 5　0xfb8ecc94:　st　%l0,　[　%l1　+　0x150　]　;...e0246150 　 6　0xfb8ecc98:　clrb　[　%l1　+　0x154　]　　　;...c02c6154 　 7　0xfb8ecc9c:　membar　#StoreLoad　　　　;...8143e002 　 8　0xfb8ecca0:　sethi　%hi(0xff3fc000),　%l0　;...213fcff0 　 9　0xfb8ecca4:　ld　[　%l0　],　%g0　　　　　;...c0042000 10　0xfb8ecca8:　ret　　　　　　　　　　　　;...81c7e008 11　0xfb8eccac:　restore　　　　　　　　　　;...81e80000

我们看到在第五、六行存在两次volatile写操作。第二次写操作后面是一个 membar指令——显式的双向内存屏障。

x86和SPARC的指令流与Itanium的指令流存在一个重要区别。JVM在x86和SPARC 上通过内存屏障跟踪连续写操作，但是在两次写操作之间没有放置内存屏障。另 一方面，Itanium的指令流在两次写操作之间存在内存屏障。为何JVM在不同的硬 件架构之间表现不一？因为硬件架构都有自己的内存模型，每一个内存模型有一 套一致性保障。某些内存模型，如x86和SPARC等，拥有强大的一致性保障。另一 些内存模型，如Itanium、 PowerPC和Alpha，是一种弱保障。例如，x86和SPARC 不会重新排序连续写操作——也就没有必要放置内存屏障。Itanium、 PowerPC和 Alpha将重新排序连续写操作——因此JVM必须在两者之间放置内存屏障。JVM使用 内存屏障减少Java内存模型和

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