java - 再次设置 AtomicBoolean

Question

我正在使用 AtomicBoolean 来强制执行线程之间的 volatile 可见性。一个线程正在更新值，另一个线程只读取它。

假设当前值为 true。现在假设一个写线程再次将其值设置为true:

final AtomicBoolean b = new AtomicBoolean(); // shared between threads

b.set(true);
// ... some time later
b.set(true);

在这个“虚拟”set(true) 之后，当读取线程 调用get() 时是否有性能损失？ 读取线程是否必须重新读取并缓存该值？

如果是这种情况，写入线程 可以完成:

b.compareAndSet(false, true);

这样，读取线程只需为真正的变化而失效。

Answer 1

compareAndSet() :

public final boolean compareAndSet(boolean expect, boolean update) {
    int e = expect ? 1 : 0;
    int u = update ? 1 : 0;
    return unsafe.compareAndSwapInt(this, valueOffset, e, u);
}

compareAndSwapInt() 已经是原生的了:

UNSAFE_ENTRY(jboolean, Unsafe_CompareAndSwapInt(JNIEnv *env, jobject unsafe, jobject obj, jlong offset, jint e, jint x))
  UnsafeWrapper("Unsafe_CompareAndSwapInt");
  oop p = JNIHandles::resolve(obj);
  jint* addr = (jint *) index_oop_from_field_offset_long(p, offset);
  return (jint)(Atomic::cmpxchg(x, addr, e)) == e;
UNSAFE_END

其中 Atomic::cmpxchg 是 JVM 执行开始时某处的 generated 为

  address generate_atomic_cmpxchg() {
    StubCodeMark mark(this, "StubRoutines", "atomic_cmpxchg");
    address start = __ pc();

    __ movl(rax, c_rarg2);
   if ( os::is_MP() ) __ lock();
    __ cmpxchgl(c_rarg0, Address(c_rarg1, 0));
    __ ret(0);

    return start;
  }

cmpxchgl() 生成 x86 代码(它也有更长的遗留代码路径，所以我不在这里复制那个):

 InstructionMark im(this);
 prefix(adr, reg);
 emit_byte(0x0F);
 emit_byte(0xB1);
 emit_operand(reg, adr);

0F B1 实际上是一个 CMPXCHG 操作。如果你检查上面的代码，if ( os::is_MP() ) __ lock(); 在多处理器机器上发出一个 LOCK 前缀(让我跳过引用 lock() ，它发出一个 F0 字节)，所以几乎无处不在。

正如 CMPXCHG 文档所说:

This instruction can be used with a LOCK prefix to allow the instruction to be executed atomically. To simplify the interface to the processor’s bus, the destination operand receives a write cycle without regard to the result of the comparison. The destination operand is written back if the comparison fails; otherwise, the source operand is written into the destination. (The processor never produces a locked read without also producing a locked write.)

因此，在多处理器 x86 机器上，NOP-CAS 也会进行写入操作，从而影响缓存行。 (重点是我加的)