既然CPU有缓存一致性协议(MESI),为什么JMM还需要volatile关键字?

  缓存一致性协议是保证“硬件CPU的cache” 和 “硬件内存”之间数据的一致性,更详细说也就是缓存一致性协议是保证“物理计算机中的硬件CPU cache” 和 “物理计算机中的硬件内存”之间数据的一致性。这个协议只是保证了硬件层面的数据在CPU cache和内存之间的可见性。而JMM和硬件没关系,JMM曾今是JVM规范中的一部分【从第3版(Java SE 7版)开始被移除出规范,独立以JSR形式维护,直至JDK 5(实现了JSR-133),Java内存模型才终于成熟、完善起来了, JSR-133:Java Memory Model and Thread Specification Revision(Java内存模型和线程规范修订)】。

  所以说JMM就是一个规范,规范的就是Java程序中各种变量的访问规则,即关注在虚拟机中把变量值存储到 内存和从内存中取出变量值这样的底层细节。注意这里说的是“内存”和“内存”之间的数据的一致性问题,因为JVM的内存划分为堆,方法区,虚拟机栈等这些区域都是基于物理机的主内存的。而Java的线程又是运行在JVM之上的,也就是“Java的”线程直接读取的变量都是在内存上【其实也可能在CPU cache 和 CPU register,因为为了获得更好的执行效能,JMM并没有限制JVM的执行引擎使用处理器的特定寄存器或缓存来和主内存进行交互,也没有限制即时编译器 是否要进行调整代码执行顺序这类优化措施】,简单粗暴点来说,也就是 JMM要保证 遵守了JVM规范实现的JVM的虚拟机栈中的 变量副本要和堆的变量的一致性【类比物理计算机就是CPU cache 和 内存 的数据一致性,因为物理计算机的cache 和 Java虚拟计算机的虚拟机栈都是线程私有的,物理计算机的主内存 和 Java虚拟计算机的堆都是线程共享的】,所以才要有validate,synchronized等来保证可见性、原子性和有序性,也就是需要这些规则协议来保证Java程序中哪些内存访问操作在并发下才是安全的。
  其实JVM就是对物理计算机的抽象,而又依赖于物理计算机来运行。虚拟抽象出来的Java虚拟机也一样会遇到和物理计算机的CPU cache 和 内存之间的数据一致性问题。硬件的解决这个问题的方案是 缓存一致性协议;JVM解决这个问题的方案是 JVM规范中的JMM定义了 8种内存访问操作以及8种规则限定,再加上专门针对volatile的一些特殊规定来保证Java程序中哪些内存访问操作在并发下才是安全的。 如有纰漏欢迎各位大佬指正

参考:深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践(第3版)- 周志明

     Java Memory Model

原文地址:http://www.cnblogs.com/bryantor/p/16852998.html

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