java - 假设我知道我将在 x64 cpus 上运行，我可以忽略哪些 JVM 同步实践？

Question

我知道 JVM 内存模型是为 CPU 的最低公分母设计的，因此它必须假设 JVM 可以在其上运行的 cpu 的最弱模型(例如 ARM)。

现在，考虑到 x64 具有相当强大的内存模型，假设我知道我的程序将仅在 64 位 x86 CPU 上运行，我可以忽略哪些同步实践？当我的程序通过虚拟化运行时，这也适用吗？

示例:
众所周知，JVM 的内存模型需要同步对 long 和 double 的读/写访问，但可以假设其他 32 位基元(如 int、float 等)的读/写是原子的。

但是，如果我知道我在 64 位 x86 机器上运行，我是否可以忽略在 longs/double 上使用锁，因为我知道 cpu 将自动读/写 64 位值并且只是让它们保持 volatile (就像我会整数/ float )？

Answer 1

I know that the JVM memory model is made for lowest common denominator of CPUs, so it has to assume the weakest possible model of a cpu on which the JVM can run (eg ARM).

这是不正确的。 JMM 是各种竞争力量之间妥协的结果:希望使用较弱的内存模型，以便程序可以在内存模型较弱的硬件上运行得更快；希望允许某些优化的编译器编写者的愿望；以及希望并行 Java 程序的结果是正确的和可预测的，并且如果可能(!)是 Java 程序员可以理解的。参见 Sarita Adve's CACM article内存模型问题的一般概述。

Considering that x64 has a fairly strong memory model, what synchronization practices can I ignore assuming I know my program will only run on [x64] CPUs?

没有。问题在于，内存模型不仅适用于底层硬件，还适用于执行程序的 JVM，并且在实践中主要适用于 JVM 的 JIT 编译器。编译器可能会决定应用内存模型中允许的某些优化，但如果您的程序根据底层硬件对内存行为做出无根据的假设，您的程序将会中断。

您询问了 x64 和原子 64 位写入。可能在 x64 机器上永远不会发生单词撕裂。我怀疑任何 JIT 编译器都会将 64 位值分解为 32 位写入作为优化，但你永远不知道。但是，您似乎不太可能使用此功能来避免程序中的同步或可变字段。如果没有这些，对这些变量的写入可能永远不会对其他线程可见，或者它们可能会根据其他写入任意重新排序，这可能会导致您的程序出现错误。

我的建议是首先正确应用同步以使您的程序正确。你可能会感到惊喜。同步操作已经过大量优化，在一般情况下可以非常快。如果您发现存在瓶颈，请考虑使用锁拆分等优化、使用 volatile 或转换为非阻塞算法。

更新

OP 已将问题更新为更具体一些关于使用 volatile 而不是锁和同步。

事实证明，volatile 不仅具有内存可见性语义。它还使 long 和 double 访问原子化，而对于这些类型的非 volatile 变量则不是这样。查看JLS section 17.7 .您应该能够依靠 volatile 在任何硬件上提供原子性，而不仅仅是 x64。

虽然我在这里，但有关 Java 内存模型的更多信息，请参阅 Aleksey Shipilev 的 JMM Pragmatics talk transcript . (Aleksey 也是 JMH 人。)这次演讲中有很多细节，还有一些有趣的练习来测试一个人的理解力。谈话的一个总体要点是，依赖一个人对内存模型如何工作的直觉通常是错误的，例如在高速缓存行或写缓冲区方面。 JMM 是一种关于内存操作和各种约束(同步、发生在 等)的形式主义，这些约束决定了这些操作的顺序.这可能会产生非常违反直觉的结果。试图通过考虑特定的硬件属性来超越 JMM 是不明智的。它会回来咬你的。