Java 内存模型和并发
Java Memory Model and Concurrency
鉴于 x86 总存储顺序和 Java 内存模型中的发生前关系，我们知道编译器不保证指令的执行顺序。它可以根据需要重新排序，以提高性能。鉴于此，我们有：
EAX,EBX是寄存器的名字[x]、[y] 是内存位置r1和r2是局部变量的名字x、y是所有线程都可以访问的共享变量。所有变量都是 32 位整数。- 不，这不是作业问题。
所以我有两组问题，我试图确定可能的输出：
[x] == [y] == 0 // the address space of [x] and [y] are 0.
// Thread 1 Thread 2
MOV [x] <- 1 MOV [y] <- 1
MOV EAX <- [y] MOV EBX <- [x]
寄存器 EBX 和 EAX 的可能值是什么？
int x = 0;
int y = 0;
// Thread 1 Thread 2
x = 1; y = 1;
r1 = y; r2 = x;
r1 和 r2 的可能值是多少？
我们可以简单地标记语句如下：
A) [x] <- 1 C) [y] <- 1
B) EAX <- [y] D) EBX <- [x]
我们知道A在B之前，C在D之前，所以只需将C和D插入AB中所有可能的排列即可：
CDAB
CADB
CABD
ACDB
ACBD
ABCD
并考虑每种可能性的含义，注意到大多数以 AC 或 CA 开头，输出 (EAX,EBX)=(1,1) 因为赋值发生在 EAX 之前并且EBX 正在设置中。剩下的就是检查其他两种可能性。 CDAB 给出 (EAX,EBX)=(1,0)，ABCD 给出 (EAX,EBX)=(0,1).
对于 Java 版本，您声明编译器不保证语句执行的顺序。那样的话，命令A、B、C、D得到(0,0)、(1,0)、 (0,1), 和 (1,1).
写 32-bit integer 被 JVM 保证是 atomic，所以这不是问题。
您有 2 个变量 x 和 y 在没有 synchronization 的线程之间共享。
Thread1 变异 x 并读取 y。 Thread2 对 y 进行变异并读取 x。
因此，thread1 可以看到旧值 y（1 或 0），而 thread2 可以看到旧值 x (1,0)。
这意味着您可以获得 (eax, ebx) 的所有四种可能组合：
(0,0)
(0,1)
(1,0)
(1,1)
x86 具有强序内存模型，但仍然允许 StoreLoad reordering.
Jeff Preshing 的博客 post：Memory Reordering Caught in the Act，恰好使用那对存储然后加载序列作为测试用例，以证明在真实硬件上确实可以观察到重新排序。他有源代码和一切。
请注意，每个线程都有自己的体系结构状态（包括所有寄存器）。所以thread1的EAX和thread2的EAX是不一样的。在 thread2 中使用 EBX 只是更容易谈论，与可能发生的 POV 没有任何区别。
无论如何，两个寄存器都可以以 0 结尾。这种情况很少发生，但它会发生，因为每个线程的存储都可以延迟（在存储缓冲区或其他任何地方），直到另一个线程的加载选择了一个值之后。如果这是合法的，那么 CPU 可以积极地使用预取数据来满足负载，并缓冲存储，这样它们就不会在退出时立即变得全局可见。 （"retire" 表示线程的体系结构状态（包括 EIP）运行 该指令已移至下一条指令，并且已提交效果。）
其他可能性，一旦尘埃落定，总是包括两个全局变量 1。每个线程的寄存器中所有 4 个可能的值 0 和 1 都是可能的，包括 1。他们有可能看到彼此的商店。我不确定这有多大可能；它可能需要一个线程在其存储之后但在其加载之前被中断。如果两个线程在同一个物理内核（超线程）上 运行，则 .
即使 x 和 y 的存储未对齐并跨越缓存行，0 和 1 也是唯一可能的值。 （C 编译器输出和 JVM 会将变量对齐到它们的自然对齐方式，这不是问题，但是您可以在 asm 中做任何您想做的事情，所以我想我会提到它。）发生这种情况是因为两个值仅不同在最低有效字节中。
如果您将 32 位 -1 存储到跨越两个缓存行的 4 个字节，则另一个线程可以加载 0x00ffffff 或 0xff000000、0x0000ffff 的值或 0xffff0000，等等（取决于缓存行边界的位置），以及通常的 0 或 0xffffffff（又名 -1）。
回复：Java。我还没有阅读 Java 内存模型。其他答案说它甚至允许编译时重新排序（如 ）。即使没有，如果没有完整的内存屏障，StoreLoad 重新排序也会发生。所以所有四个结果都是可能的。
即使您的 JVM 在 x86 CPU 上 运行（而不是像 ARM 这样的弱顺序硬件）也是如此。
可能会阐明为什么 LFENCE/SFENCE 存在于 x86 上，即使它们在大多数情况下都是空操作。 （即当不使用 movnt 或弱排序内存区域（如 USWC 视频内存）时）。
或者，只需阅读 Jeff Preshing 的其他博客 post 即可了解有关内存排序的更多信息。我发现它真的 对我自己有帮助。
鉴于 x86 总存储顺序和 Java 内存模型中的发生前关系，我们知道编译器不保证指令的执行顺序。它可以根据需要重新排序，以提高性能。鉴于此，我们有：
EAX,EBX是寄存器的名字[x]、[y]是内存位置r1和r2是局部变量的名字x、y是所有线程都可以访问的共享变量。所有变量都是 32 位整数。- 不，这不是作业问题。
所以我有两组问题，我试图确定可能的输出：
[x] == [y] == 0 // the address space of [x] and [y] are 0.
// Thread 1 Thread 2
MOV [x] <- 1 MOV [y] <- 1
MOV EAX <- [y] MOV EBX <- [x]
寄存器 EBX 和 EAX 的可能值是什么？
int x = 0;
int y = 0;
// Thread 1 Thread 2
x = 1; y = 1;
r1 = y; r2 = x;
r1 和 r2 的可能值是多少？
我们可以简单地标记语句如下：
A) [x] <- 1 C) [y] <- 1
B) EAX <- [y] D) EBX <- [x]
我们知道A在B之前，C在D之前，所以只需将C和D插入AB中所有可能的排列即可：
CDAB
CADB
CABD
ACDB
ACBD
ABCD
并考虑每种可能性的含义，注意到大多数以 AC 或 CA 开头，输出 (EAX,EBX)=(1,1) 因为赋值发生在 EAX 之前并且EBX 正在设置中。剩下的就是检查其他两种可能性。 CDAB 给出 (EAX,EBX)=(1,0)，ABCD 给出 (EAX,EBX)=(0,1).
对于 Java 版本，您声明编译器不保证语句执行的顺序。那样的话，命令A、B、C、D得到(0,0)、(1,0)、 (0,1), 和 (1,1).
写 32-bit integer 被 JVM 保证是 atomic，所以这不是问题。
您有 2 个变量 x 和 y 在没有 synchronization 的线程之间共享。
Thread1变异 x 并读取 y。Thread2对 y 进行变异并读取 x。
因此，thread1 可以看到旧值 y（1 或 0），而 thread2 可以看到旧值 x (1,0)。
这意味着您可以获得 (eax, ebx) 的所有四种可能组合： (0,0) (0,1) (1,0) (1,1)
x86 具有强序内存模型，但仍然允许 StoreLoad reordering.
Jeff Preshing 的博客 post：Memory Reordering Caught in the Act，恰好使用那对存储然后加载序列作为测试用例，以证明在真实硬件上确实可以观察到重新排序。他有源代码和一切。
请注意，每个线程都有自己的体系结构状态（包括所有寄存器）。所以thread1的EAX和thread2的EAX是不一样的。在 thread2 中使用 EBX 只是更容易谈论，与可能发生的 POV 没有任何区别。
无论如何，两个寄存器都可以以 0 结尾。这种情况很少发生，但它会发生，因为每个线程的存储都可以延迟（在存储缓冲区或其他任何地方），直到另一个线程的加载选择了一个值之后。如果这是合法的，那么 CPU 可以积极地使用预取数据来满足负载，并缓冲存储，这样它们就不会在退出时立即变得全局可见。 （"retire" 表示线程的体系结构状态（包括 EIP）运行 该指令已移至下一条指令，并且已提交效果。）
其他可能性，一旦尘埃落定，总是包括两个全局变量 1。每个线程的寄存器中所有 4 个可能的值 0 和 1 都是可能的，包括 1。他们有可能看到彼此的商店。我不确定这有多大可能；它可能需要一个线程在其存储之后但在其加载之前被中断。如果两个线程在同一个物理内核（超线程）上 运行，则
即使 x 和 y 的存储未对齐并跨越缓存行，0 和 1 也是唯一可能的值。 （C 编译器输出和 JVM 会将变量对齐到它们的自然对齐方式，这不是问题，但是您可以在 asm 中做任何您想做的事情，所以我想我会提到它。）发生这种情况是因为两个值仅不同在最低有效字节中。
如果您将 32 位 -1 存储到跨越两个缓存行的 4 个字节，则另一个线程可以加载 0x00ffffff 或 0xff000000、0x0000ffff 的值或 0xffff0000，等等（取决于缓存行边界的位置），以及通常的 0 或 0xffffffff（又名 -1）。
回复：Java。我还没有阅读 Java 内存模型。其他答案说它甚至允许编译时重新排序（如
即使您的 JVM 在 x86 CPU 上 运行（而不是像 ARM 这样的弱顺序硬件）也是如此。
movnt 或弱排序内存区域（如 USWC 视频内存）时）。
或者，只需阅读 Jeff Preshing 的其他博客 post 即可了解有关内存排序的更多信息。我发现它真的 对我自己有帮助。