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java - 字节码指令和处理器操作之间的关系

coder 2024-03-03 原文

Java 规范保证原始变量赋值始终是原子的(long 和 double 类型 除外。

相反，Fetch-and-Add对应于著名的 i++ 增量操作的操作将是非原子的，因为会导致读取-修改-写入操作。

假设这段代码:

public void assign(int b) {
    int a = b;
}

生成的字节码是:

public void assign(int);
    Code:
       0: iload_1       
       1: istore_2      
       2: return

因此，我们看到分配由两个步骤(加载和存储)组成。

假设这段代码:

public void assign(int b) {
        int i = b++;
}

字节码:

public void assign(int);
    Code:
       0: iload_1       
       1: iinc          1, 1    //extra step here regarding the previous sample
       4: istore_2      
       5: return

知道 X86 处理器可以(至少是现代处理器)以原子方式运行增量操作，如前所述:

In computer science, the fetch-and-add CPU instruction is a special instruction that atomically modifies the contents of a memory location. It is used to implement mutual exclusion and concurrent algorithms in multiprocessor systems, a generalization of semaphores.

因此，第一个问题:尽管字节码需要两个步骤(加载和存储)，但 Java 是否依赖于赋值操作总是原子执行的操作这一事实，无论处理器的架构如何因此可以确保其规范中的永久原子性(对于原始分配)？

第二个问题:确认使用非常现代的 X86 处理器并且不在不同架构之间共享编译代码，根本不需要同步 i++ 操作是否错误(或 AtomicInteger)？考虑到它已经是原子的。

最佳答案

即使 i++ 转换为 X86 取加指令也不会改变任何内容，因为取加指令中提到的内存指的是 CPU 的本地内存寄存器，而不是通用内存设备/应用程序。在现代 CPU 上，此属性将扩展到 CPU 的本地内存缓存，甚至可以扩展到多核 CPU 的不同内核使用的各种缓存，但在多线程应用程序的情况下；绝对不能保证此分布将扩展到线程本身使用的内存副本。

很明显，在多线程应用程序中，如果一个变量可以被同时运行的不同线程修改，那么你必须使用系统提供的一些同步机制，你不能依赖于指令 i++ 占用一个单一的事实java 代码行是原子的。

关于java - 字节码指令和处理器操作之间的关系，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/13401457/

java字节码codesectionstrongx86bytecodeprocessoratomic

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