jvm内存模型图（介绍jvm内存模型）



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JMM 相关文档：

内存屏障，CPU 与内存模型相关：

x86 CPU 相关资料：

ARM CPU 相关资料：

各种一致性的理解：

Aleskey 大神的 JMM 讲解：

JVM 中有各种用到内存屏障的地方：

这些内存屏障，不同的 CPU，不同的操作系统，底层需要不同的代码实现，统一的接口设计是：

源代码地址：

我们来看下 linux + x86 的实现：

对于 x86，由于 Load 与 Load，Load 与 Store，Store 与 Store 本来有一致性保证，所以只要没有编译器乱序，那么就天生有 StoreStore，LoadLoad，LoadStore 屏障，所以这里我们看到 StoreStore，LoadLoad，LoadStore 屏障的实现都只是加了编译器屏障。同时，前文中我们分析过，acquire 其实就是相当于在 Load 后面加上 LoadLoad，LoadStore 屏障，对于 x86 还是需要编译器屏障就够了。release 我们前文中也分析过，其实相当于在 Store 前面加上 LoadStore 和 StoreStore，对于 x86 还是需要编译器屏障就够了。于是，我们有如下表格：

我们再看下前面我们经常使用的 Linux aarch64 下的实现：

如前面表格里面说，ARM 的 CPU Load 与 Load，Load 与 Store，Store 与 Store，Store 与 Load 都会乱序。JVM 针对 aarch64 没有直接使用 CPU 指令，而是使用了 C++ 封装好的内存屏障实现。C++ 封装好的很像我们前面讲的简易 CPU 模型的内存屏障，即读内存屏障（），写内存屏障（），读写内存屏障（全内存屏障，）。acquire 的作用是作为接收点解包让后面的都看到包里面的内容，类比简易 CPU 模型，其实就是阻塞等待 invalidate queue 完全处理完保证 CPU 缓存没有脏数据。release 的作用是作为发射点将前面的更新打包发出去，类比简易 CPU 模型，其实就是阻塞等待 store buffer 完全刷入 CPU 缓存。所以，acquire，release 分别使用读内存屏障和写内存屏障实现。

LoadLoad 保证第一个 Load 先于第二个，那么其实就是在第一个 Load 后面加入读内存屏障，阻塞等待 invalidate queue 完全处理完；LoadStore 同理，保证第一个 Load 先于第二个 Store，只要 invalidate queue 处理完，那么当前 CPU 中就没有对应的脏数据了，就不需要等待当前的 CPU 的 store buffer 也清空。

StoreStore 保证第一个 Store 先于第二个，那么其实就是在第一个写入后面放读内存屏障，阻塞等待 store buffer 完全刷入 CPU 缓存；对于 StoreLoad，比较特殊，由于第二个 Load 需要看到 Store 的最新值，也就是更新不能只到 store buffer，同时过期不能存在于 invalidate queue 未处理，所以需要读写内存屏障，即全屏障。

我们接下来看一下 volatile 的内存屏障插入的相关代码，以 arm 为例子. 我们其实通过跟踪 iload 这个字节码就可以看出来如果 load 的是 volatile 关键字或者 final 关键字修饰的字段会怎么样，以及 istore就可以看出来如果 store的是 volatile 关键字或者 final 关键字修饰的字段会怎么样

对于字段访问，JVM 中也有快速路径和慢速路径，我们这里只看快速路径的代码：

对应源码：

源代码地址：

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