synchronized的原子性
synchronized 底层实际上通过JVM来实现的,同一时间只能有一个线程去执行synchronized 中的代码块。
原子性:既然同一时间只有一个线程去运行里面的代码,那么这个操作就是不能被其它线程打断的,所以这里天然就具有原子性了。
synchronized通过内存屏障保证可见性
老王:小陈啊,之前我们讲volatile的时候说过,volatile的可见性是通过什么来保证的?
小陈:这个我还记得啊,volatile是通过内存屏障来保证可见性的,Load屏障保证volatile变量每次读取数据的时候都强制从主内存读取;Store屏障每次volatile修改之后强制将数据刷新会主内存。
小陈:老王啊,难道说synchronized关键字也是通过内存屏障来保证可见性的?
老王:哈哈,小陈你的猜想没错。
我们都知道sychronized底层是通过monitorenter的指令来进行加锁的、通过monitorexit指令来释放锁的。
但是很多人都不知道的一点是,monitorenter指令其实还具有Load屏障的作用。
也就是通过monitorenter指令之后,synchronized内部的共享变量,每次读取数据的时候被强制从主内存读取最新的数据。
同样的道理monitorexit指令也具有Store屏障的作用,也就是让synchronized代码块内的共享变量,如果数据有变更的,强制刷新回主内存。
这样通过这种方式,数据修改之后立即刷新回主内存,其他线程进入synchronized代码块后,使用共享变量的时候强制读取主内存的数据,上一个线程对共享变量的变更操作,它就能立即看到了。
老王:画个图给你看一下,大概是这样子的:
小陈:原来是这样啊,synchronized底层竟然也是通过内存屏障来保证可见性的。
synchronized使用内存屏障来保证有序性
老王:那我再问你,synchronizd是怎么保证有序性的,想必聪明如你,已经知道答案了吧
小陈:哈哈,之前volatile通过内存屏障来保证有序性的,我想synchronized也是吧。
老王:我们知道四条禁止指令重排序的内存屏障,这4条禁止重排序的内存屏障分别为:
StoreStore屏障:禁止StoreStore屏障的前后Store写操作重排
LoadLoad屏障:禁止LoadLoad屏障的前后Load读操作进行重排
LoadStore屏障:禁止LoadStore屏障的前面Load读操作跟LoadStore屏障后面的Store写操作重排
StoreLoad屏障:禁止LoadStore屏障前面的Store写操作跟后面的Load/Store 读写操作重排
同样的道理啊,也是通过monitorenter、monitorexit指令嵌入上面的内存屏障;monitorenter、monitorexit这两条指令其实就相当于复合指令,既具有加锁、释放锁的功能,同时也具有内存屏障的功能。
再画个图给你看一下,是怎么禁止重排序的: