Volatile关键字可见性失效?内存屏障lfence/sfence在JMM中的happens-before验证

Volatile关键字可见性失效?内存屏障lfence/sfence在JMM中的happens-before验证 各位同学,大家好!今天我们来深入探讨一个在并发编程中经常遇到的问题:volatile关键字的可见性失效,以及如何利用内存屏障lfence和sfence来确保正确的happens-before关系,从而解决这个问题。 一、volatile关键字与可见性 volatile关键字是Java并发编程中一个非常重要的工具,它的主要作用有两个: 确保可见性: 当一个变量被声明为volatile时,所有线程都会立即看到对该变量的最新修改。也就是说,当一个线程修改了volatile变量的值,这个新值会立即刷新到主内存,并且其他线程在读取这个变量时,会从主内存中读取最新的值,而不是从自己的缓存中读取。 禁止指令重排序: volatile关键字会阻止编译器和处理器对volatile变量的读写操作进行重排序。这对于保证并发程序的正确性至关重要。 看似有了volatile,就可以解决所有线程安全问题,但事实并非如此。volatile只能保证单个volatile变量的可见性和原子性(禁止重排序),但 …

C++ 内存屏障的硬件指令级别实现:`mfence`, `lfence`, `sfence` 等

哈喽,各位好!今天我们要聊点刺激的,关于C++内存屏障的硬件实现,也就是mfence、lfence、sfence这哥仨。 别担心,虽然听起来像科幻电影里的武器,但其实它们是保证多线程程序正确运行的关键英雄。 一、 什么是内存屏障?(不只是程序员的YY) 首先,咱们得明白什么是内存屏障。 想象一下,你和你的小伙伴一起做饭。你负责切菜,他负责炒菜。 如果你切完菜就跑去玩手机,而你的小伙伴傻乎乎地等着你切好的菜,这顿饭就没法吃了。 内存屏障就相当于一个“通知”机制,确保你的小伙伴(CPU核心)不会在菜(数据)准备好之前就开始炒菜(操作数据)。 更严谨地说,内存屏障是一种CPU指令,它强制CPU按照特定的顺序执行内存操作,防止指令重排序。 为什么要用内存屏障? 现代CPU为了提高效率,会进行指令重排序(instruction reordering),简单来说就是CPU觉得先执行后面的指令能更快,就先执行了。 这在单线程程序里通常没问题,因为编译器会保证程序的逻辑正确性。 但在多线程程序里,指令重排序可能会导致数据竞争,程序出现不可预测的行为。 举个例子: #include <iostre …