内存可见性

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内存可见性

为什么存在内存可见性

下图为x86架构下CPU缓存的布局,即在一个CPU 4核下,L1、L2、L3三级缓存与主内存的布局。 每个核上面有L1、L2缓存,L3缓存为所有核共用。 alt

因为存在CPU缓存一致性协议,例如MESI,多个CPU核心之间缓存不会出现不同步的问题,不会有 “内存可见性”问题。 缓存一致性协议对性能有很大损耗,为了解决这个问题,又进行了各种优化。例如,在计算单元和 L1之间加了Store Buffer、Load Buffer(还有其他各种Buffer),如下图: alt

L1、L2、L3和主内存之间是同步的,有缓存一致性协议的保证,但是Store Buffer、Load Buffer和 L1之间却是异步的。向内存中写入一个变量,这个变量会保存在Store Buffer里面,稍后才异步地写入 L1中,同时同步写入主内存中。 操作系统内核视角下的CPU缓存模型 alt 多CPU,每个CPU多核,每个核上面可能还有多个硬件线程,对于操作系统来讲,就相当于一个个 的逻辑CPU。每个逻辑CPU都有自己的缓存,这些缓存和主内存之间不是完全同步的。 对应到Java里,就是JVM抽象内存模型,如下图所示: alt