public class SynchronizedToMonitorExample {
public static void main(String[] args) {
int count = 0;
synchronized (SynchronizedToMonitorExample.class) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
count++;
}
}
System.out.println(count);
}
}
当我们将上述代码编译成字节码之后,得到的结果是这样的:
从上述结果我们可以看出,在 main 方法中多了一对 monitorenter 和 monitorexit 的指令,它们的含义是:
monitorenter:表示进入监视器。
monitorexit:表示退出监视器。
由此可知 synchronized 是依赖 Monitor 监视器实现的。
volatile作用和实现原理?
volatile 作用有以下两个:
保证内存可见性;
保证有序性(禁止指令重排序)。① 内存可见性实现原理volatile 内存可见性主要通过 lock 前缀指令实现的,它会锁定当前内存区域的缓存(缓存行),并且立即将当前缓存行数据写入主内存(耗时非常短),回写主内存的时候会通过 MESI 协议使其他线程缓存了该变量的地址失效,从而导致其他线程需要重新去主内存中重新读取数据到其工作线程中。什么 MESI 协议?MESI 协议,全称为 Modified, Exclusive, Shared, Invalid,是一种高速缓存一致性协议。它是为了解决多处理器(CPU)在并发环境下,多个 CPU 缓存不一致问题而提出的。
MESI 协议定义了高速缓存中数据的四种状态:
Modified(M):表示缓存行已经被修改,但还没有被写回主存储器。在这种状态下,只有一个 CPU 能独占这个修改状态。
Exclusive(E):表示缓存行与主存储器相同,并且是主存储器的唯一拷贝。这种状态下,只有一个 CPU 能独占这个状态。
Shared(S):表示此高速缓存行可能存储在计算机的其他高速缓存中,并且与主存储器匹配。在这种状态下,各个 CPU 可以并发的对这个数据进行读取,但都不能进行写操作。
Invalid(I):表示此缓存行无效或已过期,不能使用。
MESI 协议的主要用途是确保在多个 CPU 共享内存时,各个 CPU 的缓存数据能够保持一致性。当某个 CPU 对共享数据进行修改时,它会将这个数据的状态从 S(共享)或 E(独占)状态转变为 M(修改)状态,并等待适当的时机将这个修改写回主存储器。同时,它会向其他 CPU 广播一个“无效消息”,使得其他 CPU 将自己缓存中对应的数据状态转变为I(无效)状态,从而在下次访问这个数据时能够从主存储器或其他 CPU 的缓存中重新获取正确的数据。
这种协议可以确保在多处理器环境中,各个 CPU 的缓存数据能够正确、一致地反映主存储器中的数据状态,从而避免由于缓存不一致导致的数据错误或程序异常。