易失写入的成本

Question

我在x86硬件中研究了Java中易失性写入的成本。 我打算在共享内存位置使用Unsafe的putLongVolatile方法。查看实现，将putLongVolatile get转换为Link中的Unsafe_SetLongVolatile，然后转换为AtomicWrite，然后是fence Link

简而言之，每个易失性写入都会转换为原子写入，然后是完整的围栅（x86中的mfence或锁定添加指令）。

问题：

1）为什么x86需要fence（）？由于商店店铺排序，不是一个简单的编译器障碍吗？完整的栅栏似乎非常昂贵。

2）PutLong代替putLongVolatile of Unsafe是一个更好的选择吗？它会在多线程情况下运行良好吗？

Answer 1

问题1的答案：

没有完整的屏障，您将没有JMM所需的顺序一致性。

因此X86提供了TSO。因此，您可以免费获得以下障碍[LoadLoad] [LoadStore] [StoreStore]。唯一缺少的是[StoreLoad]。

负载具有获取语义

r1=X
[LoadLoad]
[LoadStore]

商店具有发布语义

[LoadStore]
[StoreStore]
Y=r2

如果要先存储然后再加载，则最终结果是：

[LoadStore]
[StoreStore]
Y=r2
r1=X
[LoadLoad]
[LoadStore]

问题在于，加载和存储仍然可以重新排序，因此顺序不一致。这对于Java内存模型是必需的。防止这种情况的唯一方法是使用[StoreLoad]。而且最合乎逻辑的地方是将其添加到写入中，因为通常读取比写入更频繁。

这可以通过MFENCE或lock addl %(RSP),0

完成

问题2的答案：

putLong的问题在于，不仅CPU可以对指令进行重新排序，而且编译器还可以以导致导致指令重新排序的方式更改代码。

示例：如果要在循环中执行putLong，则编译器可以决定将写操作从循环中拉出，并且该值将对其他线程不可见。如果您希望具有低开销的单一编写器性能计数器，则可能需要看看putLongRelease / putLongOrdered（oldname）。这将阻止编译器执行上述操作。而且您可以免费获得X86上的发布语义。

但是要给第二个问题一个合适的解决方案非常困难，因为这取决于您的目标。