volatile

一、相关知识点（涉及接口、结构体、调用关系等） 一个软件系统可以分为以下四层：应 用程序、库、内核、驱动 ，借用韦老师一副图，如下图： 即：应用层开发的功能，各个接口会通过库、通过内核调用到底层驱动程序的对应接口，从而执行对应的功能。 1.1 裸机开发步骤与驱动开发过程对比 1.1.1 裸机开发步骤 裸机开发时，我们需要按照如下过程进行开发。 步骤： 1、看电路图，查清楚led在哪个管脚，对应哪个GPIO口 2、看芯片手册，查看需要配置的相关寄存器地址——（主要查看需要配置哪些寄存器可以将GPIO配置成输出模式，地址可以在map地址映射章节找到） 3、看芯片手册，查清楚怎么样能将GPIO配置成输出高电平或低电平。 4、编译代码，烧写到板卡中，重新上电 1.1.2 Linux系统下LED驱动开发步骤 备注：裸机开发与带操作系统的驱动开发对寄存器的操作不同，裸机开发直接操作寄存器地址即可，而带linux操作系统时，必须要进行地址映射（有相关接口可以直接使用），映射完成后，再进行操作即可。 步骤： 1、撰写基本字符驱动框架代码（字符驱动代码框架实现步骤详见第2节：基本驱动框架实现流程） 2、看电路图，查清楚led在哪个管脚，对应哪个GPIO口 3、看芯片手册，查看需要配置的相关寄存器地址——（主要查看需要配置哪些寄存器可以将GPIO配置成输出模式，地址可以在map地址映射章节找到） 4

https://www.cnblogs.com/hapjin/p/5492880.html 三，volatile 与 synchronized 的比较 volatile主要用在多个线程感知实例变量被更改了场合，从而使得各个线程获得最新的值。它强制线程每次从主内存中讲到变量，而不是从线程的私有内存中读取变量，从而保证了数据的可见性。 关于synchronized，可参考： JAVA多线程之Synchronized关键字--对象锁的特点 比较： ①volatile轻量级，只能修饰变量。synchronized重量级，还可修饰方法 ②volatile只能保证数据的可见性，不能用来同步，因为多个线程并发访问volatile修饰的变量不会阻塞。 synchronized不仅保证可见性，而且还保证原子性，因为，只有获得了锁的线程才能进入临界区，从而保证临界区中的所有语句都全部执行。多个线程争抢synchronized锁对象时，会出现阻塞。 四，线程安全性 线程安全性包括两个方面，①可见性。②原子性。 从上面自增的例子中可以看出：仅仅使用volatile并不能保证线程安全性。而synchronized则可实现线程的安全性。 来源： CSDN 作者： 我叫周利东 链接： https://blog.csdn.net/qq_36951116/article/details/103660219

1.Java内存模型（Java Memory Model） Java内存模型（JMM），不同于Java运行时数据区，JMM的主要目标是定义程序中各个变量的访问规则，即在虚拟机中将变量存储到内存和从内存中读取数据这样的底层细节。JMM规定了所有的变量都存储在 主内存 中，但每个线程还有自己的 工作内存(CPU内存) ，线程的工作内存中保存了被该线程使用到的变量的主内存副本拷贝。线程对变量的所有操作都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量，工作内存是线程之间独立的，线程之间变量值的传递均需要通过主内存来完成。 2. volatile关键字 volatile 是 Java 中的一个关键字。 当一个变量被定义为volatile之后，就可以保证此变量对所有线程的可见性，即当一个线程修改了此变量的值的时候，变量新的值对于其他线程来说是可以立即得知的。可以理解成： 对volatile变量所有的写操作都能立刻被其他线程得知 。但是这并不代表基于volatile变量的运算在并发下是安全的，因为volatile只能保证内存可见性，却没有保证对变量操作的原子性。 2.1 强制线程直接从内存中读写线程 volatile 关键字的典型使用场景是在多线程环境下，多个线程共享变量，由于这些变量会缓存在 CPU 的缓存中，为了避免出现内存一致性错误而采用 volatile 关键字。考虑下面这个生产者

Java volatile关键字 2013-03-27 15:29 89人阅读 评论 (0) 收藏 举报 1、什么是原子操作（atomic operation）？ 原子操作是不需要synchronized. 所谓原子操作，是指不会被线程调度机制打断的操作。这种操作，一但开始，就一直运行到结束，中间不会有任何的context switch。 原子性不可能由软件单独保证--必须需要硬件的支持，因此是和架构相关的。 2、锁的作用 锁提供了两种主要特性：互斥（mutual exclusion）和可见性（visibility）。互斥即一次只允许一个线程持有某个特定的锁，因此可使用该特性实 现对共享数据的协调访问协议，这样，一次就只有一个线程能够使用该共享数据。可见性要更加复杂一些，它必须确保释放锁之前对共享数据 做出的更改对于随后获得该锁的另一个线程是可见的 —— 如果没有同步机制提供的这种可见性保证，线程看到的共享变量可能是修改前的值或 不一致的值，这将引发许多严重问题。 3、类型描述符volatile Java语言包含两种内在的同步机制：同步块synchronized（或方法 或者lock）和 volatile 变量。这些机制的提出都是为了线程安全。 Volatile 变量的同步性较差（但有时它更简单并且开销更低），Java 语言中的 volatile 变量可以被看作是一种 “程度较轻的

　　volatile的定义：Java编程语言允许线程访问共享变量，为了保证共享变量能被准确和一致性的更新，线程应该确保通过 排它锁 单独获得这个变量。 　　和volatile相关的术语： 术语 英语单词 术语描述 内存屏障 memory barriers 是一组处理器指令，用于实现对内存操作的顺序限制 缓冲行 cache line CPU高速缓存中可以分配的最小存储单位。 处理器填写缓存行时会加载整个缓存行，现在CPU需要执行几百次CPU指令 原子操作 atomic operations 不可终端的一个或一系列操作 缓存行填充 cache line fill 当处理器识别到从内存中读取操作数是可缓存的， 处理器读取整个高速缓存行到适当的缓存（L1,L2,L3或其他） 缓存命中 cache hit 如果进行高速缓存行填充操作的内存位置仍然是下次处理器访问的地址时，处理器从缓存中读取操作数，而不是从内存读取 写命中 write hit 当处理器将操作数写回到一个内存缓存的区域时，它首先会检查这个缓存的内存地址是否在缓存行中 如果存在一个有效的缓存行，则处理器将这个操作数写回到缓存，而不是写回内存，这个操作被称为写命中 写缺失 write misses the cache 一个有效的缓存行被写入到不存在的内存区域 那么，volatile是如何保证可见性呢？ instance = new

[Java并发编程（五）] Java volatile 的实现原理 简介 在多线程并发编程中 synchronized 和 volatile 都扮演着重要的角色，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，另外一个线程能读到这个修改的值。它在某些情况下比synchronized 的开销更小，本文将深入分析在硬件层面上 Intel 处理器是如何实现 volatile 的，通过深入分析能帮助我们正确的使用 volatile 变量。 正文 术语定义 术语 英文单词 描述 共享变量 在多个线程之间能够被共享的变量被称为共享变量。共享变量包括所有的实例变量，静态变量和数组元素。他们都被存放在堆内存中，volatile只作用于共享变量。 内存屏障 Memory Barriers 是一组处理器指令，用于实现对内存操作的顺序限制。 缓冲行 Cache line 缓存中可以分配的最小存储单位。处理器填写缓存线时会加载整个缓存线，需要使用多个主内存读周期。 原子操作 Atomic operations 不可中断的一个或一系列操作。 缓存行填充 Cache line fill 当处理器识别到从内存中读取操作数是可缓存的，处理器读取整个缓存行到适当的缓存（L1，L2，L3的或所有） 缓存命中 Cache

volatile的应用 在多线程并发编程中synchronized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，另外的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3版对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准确和一致地更新，线程应该确保通过排它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成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实现原理之前，先看下与实现原理相关的CPU术语与说明 术语 英文单词 术语描述 内存屏障 memory barriers 是一组处理器指令，用户实现对内存操作的顺序限制 缓存行 cache line CPU高速缓存中可以分配的最小存储单位。处理器填写缓存行时会加载整个缓存行，现代CPU需要执行几百次CPU指令 原子操作 atomic operations 不可终端的一个或一系列操作

同步与线程间通信: 通信 通信是指消息在两条线程之间传递。 既然要传递消息，那接收线程 和 发送线程之间必须要有个先后关系，此时就需要用到同步。通信和同步是相辅相成的。 同步 同步是指，控制多条线程之间的执行次序。 线程间通信方式: 共享内存 共享内存指的是多条线程共享同一片内存，发送者将消息写入内存，接收者从内存中读取消息，从而实现了消息的传递。 但这种方式有个弊端，即需要程序员来控制线程的同步，即线程的执行次序。 这种方式并没有真正地实现消息传递，只是从结果上来看就像是将消息从一条线程传递到了另一条线程。 消息传递 顾名思义，消息传递指的是发送线程直接将消息传递给接收线程。 由于执行次序由并发机制完成，因此不需要程序员添加额外的同步机制，但需要声明消息发送和接收的代码。 java多线程内存模型: 所有线程都共享一片内存，用于存储共享变量； 此外，每条线程都有各自的存储空间，存储各自的局部变量、方法参数、异常对象。 volatile的使用: public volatile boolean flag; 1)volatile在重排序(编译器、处理器在不改变程序执行结果的前提下，重新排列指令的执行顺序，以达到最佳的运行效率)中的使用: 在以下情况下，即使两行代码之间没有依赖关系，也不会发生重排序： volatile读 若volatile读操作的前一行为volatile读/写

为何出现死循环简要说明 HashMap闭环的详细原因 cocurrentHashMap的底层机制 为何出现死循环简要说明 　　HashMap是非线程安全的，在并发场景中如果不保持足够的同步，就有可能在执行HashMap.get时进入死循环，将CPU的消耗到100%。 　　HashMap采用链表解决Hash冲突。因为是链表结构，那么就很容易形成闭合的链路，这样在循环的时候只要有线程对这个HashMap进行get操作就会产生死循环， 　　单线程情况下，只有一个线程对HashMap的数据结构进行操作，是不可能产生闭合的回路的。 　　只有在多线程并发的情况下才会出现这种情况，那就是在put操作的时候，如果size>initialCapacity*loadFactor，hash表进行扩容，那么这时候HashMap就会进行rehash操作，随之HashMap的结构就会很大的变化。很有可能就是在两个线程在这个时候同时触发了rehash操作，产生了闭合的回路。 　　推荐使用currentHashMap 多线程下 [HashMap] 的问题： 1、多线程put操作后，get操作导致 死循环 。 2、多线程 put非NULL元素后，get操作得到NULL值 。 3、多线程 put操作，导致元素丢失 。 HashMap闭环的详细原因 Java的HashMap是非线程安全的，所以在并发下必然出现问题

Java内存模型 和 JVM内存管理 一、 Java内存模型： 1、 主内存和工作内存（即是本地内存）： 　　 Java内存模型的主要目标是定义程序中各个变量的访问规则，即在JVM中将变量存储到内存和从内存中取出变量这样的底层细节。此处的变量与Java编程里面的变量有所不同步，它包含了实例字段、静态字段和构成数组对象的元素，但不包含局部变量和方法参数，因为后者是线程私有的，不会共享，当然不存在数据竞争问题（如果局部变量是一个reference引用类型，它引用的对象在Java堆中可被各个线程共享，但是reference引用本身在Java栈的局部变量表中，是线程私有的）。为了获得较高的执行效能，Java内存模型并没有限制执行引起使用处理器的特定寄存器或者缓存来和主内存进行交互，也没有限制即时编译器进行调整代码执行顺序这类优化措施。 JMM规定了所有的变量都存储在 主内存（ Main Memory） 中。每个线程还有自己的 工作内存（ Working Memory） ,线程的工作内存中保存了该线程使用到的变量的主内存的副本拷贝，线程对变量的所有操作（读取、赋值等）都必须在工作内存中进行，而不能直接读写主内存中的变量（volatile变量仍然有工作内存的拷贝，但是由于它特殊的操作顺序性规定，所以看起来如同直接在主内存中读写访问一般）。不同的线程之间也无法直接访问对方工作内存中的变量