Java代码在编译后会变成Java字节码，字节码被类加载器加载到JVM里，JVM执行字节码，最终需要转化为汇编指令在CPU上执行，JAVA中所使用的并发机制依赖于JVM的实现和CPU的指令。
volatile的应用
在线程并发编程中sychronized和volatile都扮演者重要的角色，volatile是轻量级的synchronized，它在多处理器开发中保证了共享变量的“可见性“。可见性的意思是当一个线程修改一个共享变量时，另一个线程能读到这个修改的值。如果volatile变量修饰符使用恰当的话，它比synchronized的使用和执行成本更低，因为它不会引起线程上下文的切换和调度。
1.volatile的定义与实现原理
Java语言规范第三版中对volatile的定义如下：Java编程语言允许线程访问共享变量，为了确保共享变量能被唯一和一致地更新，线程应该确保通过排他锁单独获得这个变量。Java语言提供了volatile，在某些情况下比锁更加方便。如果一个字段被声明为volatile，Java线程内存模型确保所有线程看到这个变量的值是一致的。
在了解volatile的实现原理之前，我们先来看下与其实现原理相关的CPU术语与说明。
volatile是如何来保证可见性的呢？让我们在X86处理器下通过工具获取JIT编译器生成的汇编指令来查看对volatile进行写操作时，cpu会做什么事情。
Java 代码如下：
instance =new Singleton(); //instance是volatile变量
转换成汇编代码如下：
0x01a3dld: movb $0x0,0x1104800(%esi); 0x01a3de24:lock add1 $0x0,(%esp);
有volatile变量修饰的共享变量进行写操作的时候会多出第二行汇编代码，通过查询IA-32架构软件开发者手册可知，Lock前缀的指令在多核处理器下会引发了两件事情。
1）将当前处理器缓存行的数据写回系统内存。
2）这个写回内存的操作会使在其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效。
为了提高处理速度，处理器不直接和内存进行通信，而是先将系统内存的数据读到内部缓存（L1，L2或其他）后再进行操作，但操作完不知道何时会写到内存。如果对声明了volatile的变量进行写操作，JVM就会向处理器发送一条Lock前缀的指令，将这个变量所在缓存行的数据写回到系统内存中去，但是，就算写回到内存，如果其他处理器缓存的值还是旧的，再执行计算操作就会出现问题。所以，在多处理器下，为了保证各个处理器的缓存是一致的，就会实现缓存一致性协议，每个处理器通过嗅探在总线上传播的数据来检查自己缓存的值是不是过期了，当处理器发现自己缓存行对应的内存地址被修改，就会将当前处理器的缓存行设置成无效状态，当处理器对这个数据进行修改操作的时候，会重新从系统内存中把数据读到处理器缓存里。
下面来具体讲解volatile的两条实现原则。
1）Lock前缀指令会引起处理器缓存回写到内存中。Lock前缀指令导致在执行指令期间，声言处理器的LOCK#信号。在多处理器环境中，LOCK#信号确保在声言该信号期间，处理器可以独占任何共享内存。但是，在最近的处理器里，LOCK#信号一般不锁总线，而是锁缓存，毕竟锁总线开销的比较大。
2）一个处理器的缓存回写到内存回导致其他处理器的缓存无效。IA-32处理器和Intel64处理器使用MESI(修改、独占、共享、无效)控制协议去维护内部缓存和其他处理器缓存的一致性。在多核处理器系统中进行操作的时候，IA-32和Intel 64处理器能够嗅探其他处理器访问系统内存和它们的内部缓存。处理器使用嗅探技术保证它的内部缓存、系统内存和其他通过嗅探一个处理器来检测其他处理器打算写内存地址，而这个地址当前处于共享状态，那么正在嗅探的处理器将使它的缓存行无效，在下次访问相同内存地址的时候，强制执行缓存行填充。
来源：CSDN
作者：强不强看头像好吧
链接：https://blog.csdn.net/qq_40883945/article/details/104618125