說起Java中的多線程，就不得不說volatile關鍵詞volatile關鍵詞執(zhí)行修飾變量和實例變量，不能修飾方法參數，局部變量和實例常量。

volatile是Java提供的一種輕量級的同步機制，在并發(fā)編程中，它是擔任了重要的角色。同synchronized相比(synchronized通常稱為重量級鎖)，volatile更輕量級。

想要了解votatile的來龍去脈，就必須了解CPU緩存模型和java內存模型，本文介紹前者。

眾所周知，計算機所有的運算操作都是在cpu寄存器來完成的，運算操作無非就是數據的讀取和寫入操作，但CPU能訪問的數據只能是計算機內存(RAM)，雖然相比于普通硬盤和固態(tài)硬盤，RAM的速度遠超這兩者，但比起CPU的處理速度來說，這之間的差距可達數千倍。

舉個簡單的例子，隨著光纖的普遍接入，網絡速度大大提高，可不管下載速度如何提高，它的上限都受制于硬盤的寫入速度，就算下載速度超過了10GB/s，可固態(tài)硬盤寫入速度撐死也只能達到它的十分之一。

CPU也一樣，由于運算速度和內存訪問速度上面的不對等，導致CPU資源會受到極大的限制，于是就有在CPU主存和內存之間增加了緩存的設計。

看圖中I9 9900K的參數，現(xiàn)在的緩存可以增加到3級。

在程序的運行中，會將運算所需要的數據復制一份到CPU緩存中，這樣CPU就可以直接對緩存中的數據進行運算，當運算結束后，將緩存中的數據刷新到內存中，依靠這樣的方式，極大提高了CPU的吞吐量。

在提高了吞吐量的同時，也出現(xiàn)了另一個問題，緩存不一致、

試想有一段運算操作：i++讀取i的值到cpu cache中

對i進行加1操作

將結果保存到cpu cache中

運算完成，將數據刷新到內存中

這里就存在和java一樣的多線程問題，在兩個線程同時對i進行操作的時候，每個線程都有自己的工作內存，變量i會在多個線程的本地內存中都保存一個副本，假設i值為1，在同一時間的兩個線程讀取i的值保存在cpu cache中，經過運算后再寫入內存，但i再經過兩次自增后，最后寫入內存的值還有可能是2。

為了解決這個問題，通常有兩種辦法：加鎖的方式

緩存一致性協(xié)議

第一種方式是一種悲觀的方式，只有一個cpu能搶到鎖進行運算，而其他cpu就進入阻塞狀態(tài)。這種方式的效率低下，所以就有了第二種方式。

緩存一致性協(xié)議的大致思想是：

如果cpu在操作數據的時候，發(fā)現(xiàn)數據是一個共享變量(其他cache也保存了副本)，就進行如下操作：讀取操作：不做任何處理，只是將cache的數據讀取到寄存器。

寫入操作：發(fā)送一個信號通知其他cpu這個變量我已經改過了，設置為無效變量，其他cpu在進行操作的時候就不得不重新讀取一次數據再進行操作。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java 缓存一致性_Java多线程——CPU缓存原理和缓存一致性问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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