相对于非易失性写入，易失性写入的成本增加

Question

我读过有关易失性(https://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-jtp06197/)的文章，发现有一点说易失性写比非易失性写要昂贵得多。

我可以理解，与易失性写入相关的成本会增加，因为易失性写入是一种同步方式，但我想知道，一个易失性写入的代价如何比非易失性写入要高得多；它是否与生成易失性写入时不同线程堆栈之间的可见性有关？

Answer 1

这就是为什么，根据你提到的那篇文章：

由于确保可见性所需的内存栅栏，易失性写入比非易失性写入要昂贵得多，但通常仍然比锁获取便宜。 ..。易失性读取很便宜--几乎和非易失性读取一样便宜。

当然，这是正确的:内存隔离操作总是绑定到写入和读取，不管底层变量是否易失性，执行方式都是相同的。

然而，Java中的volatile不仅仅是易失性和非易失性内存读取。实际上，它的本质与这种区别无关:区别在于并发语义。

考虑一下这个臭名昭著的例子：

volatile boolean runningFlag = true;

void run() {
  while (runningFlag) { do work; }
}

如果runningFlag不是volatile，JIT编译器实际上可以将代码重写到

void run() {
   if (runningFlag) while (true) { do work; }
}

不必说，在每次迭代中读取runningFlag所带来的开销与根本不读取它的比率是巨大的。

Answer 2

它是关于缓存的。由于新的处理器使用缓存，如果不指定易失性数据，则保持在高速缓存中，并且写入操作非常快速。(由于缓存接近处理器)如果变量被标记为易失性，系统需要将其完全写入内存nad中，这样的操作要慢一些。

是的，您的想法是正确的，它必须使用不同的线程堆栈，因为每个线程堆栈是分开的，从相同的内存读取，但不一定从相同的缓存读取。今天，处理器使用许多级别的缓存，所以如果多个线程/进程使用相同的数据，这可能是一个大问题。

编辑:如果数据停留在本地缓存中，其他线程/进程将不会看到更改，直到数据被写回内存。

Answer 3

最有可能的是，这与易失性写入必须阻塞管道这一事实有关。

所有写操作都排队等待写入缓存。在非易失性的写/读中，您不会看到这一点，因为代码可以只获得您刚刚编写的值，而不涉及缓存。

当您使用易失性读取时，它必须返回到缓存，这意味着写入下的写入(如已实现的)不能继续写入到这种情况下(如果您进行了一次写入，然后执行了一次读)。

一种方法是使用延迟写入，例如AtomicInteger.lazySet()，它比易失性写入快10倍，因为它不等待。