我一直在阅读有关 volatile (https://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-jtp06197/) 的文章，并发现有人说 volatile 写入比非易失性写入要昂贵得多。
鉴于 volatile 是一种同步方式，我可以理解与 volatile 写入相关的成本会增加，但我想知道 volatile 写入究竟是如何比非易失性写入昂贵得多的；是否可能与进行 volatile 写入时跨不同线程堆栈的可见性有关？
【问题讨论】：
标签： java performance volatile
根据您指出的文章，原因如下：
易失性写入比非易失性写入要昂贵得多，因为需要内存隔离来保证可见性，但通常仍比锁定获取便宜。
[...] 易失性读取很便宜——几乎与非易失性读取一样便宜
当然，这是真的：内存栅栏操作总是绑定到写入，并且无论底层变量是否为易失性，读取都以相同的方式执行。
但是，Java 中的volatile 不仅仅是易失性与非易失性内存读取。事实上，本质上它与这种区别无关：区别在于并发语义。
考虑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，则 JIT 编译器基本上可以将该代码重写为
void run() {
if (runningFlag) while (true) { do work; }
}
不用说，在每次迭代中读取runningFlag 与根本不读取它所引入的开销之比是巨大的。
【讨论】：
runningFlag 在主内存中的堆上；更改为runningFlag 意味着写入主内存，然后根据需要写入二级和三级内存，然后再次从（最多）三级或主内存加载runningFlag？是否会为每次写入不同的内存位置构建一个内存栅栏，或者它是主内存中的一个内存栅栏，runningFlag 的所有值的更新都在其下进行协调？
runningFlag 在主内存中保持不变，每次对runningFlag 的易失性读取都意味着至少一次或多次写入第三/第二内存存储？因此，volatile 的成本似乎是基于这样一个事实，即需要更多指令才能准确保证，但底层的内存和处理器架构——特别是现代多核处理器架构也对 volatile 的成本做出了不小的贡献？
mov 指令，而在不同的架构上，它最多需要一条额外的内存围栏指令。
mov 指令）。
这是关于缓存的。由于新处理器使用缓存，如果您不指定易失性数据将保留在缓存中，并且写入操作很快。 （因为缓存靠近处理器）如果变量被标记为易失性，系统需要将它完全写入内存，这有点慢操作。
是的，您的想法是正确的，它必须使用不同的线程堆栈做一些事情，因为每个线程堆栈都是独立的并且从相同的内存读取，但不一定从相同的缓存中读取。今天的处理器使用许多级别的缓存，因此如果多个线程/进程使用相同的数据，这可能是一个大问题。
编辑：如果数据保留在本地缓存中，其他线程/进程将不会看到更改，直到数据被写回内存中。
【讨论】：
这很可能与易失性写入必须停止管道这一事实有关。
所有写入都排队等待写入缓存。您不会在非易失性写入/读取中看到这一点，因为代码可以在不涉及缓存的情况下获取您刚刚写入的值。
当您使用易失性读取时，它必须回到缓存中，这意味着在写入已写入的情况下写入（已实现）无法继续（如果您先写入然后读取)
解决这个问题的一种方法是使用惰性写入，例如AtomicInteger.lazySet() 可以比 volatile 写入快 10 倍，因为它不等待。
【讨论】：
lazySet实际上完全满足volatile的要求。区别仅在于写入可见性的及时性，对于volatile未指定。
volatile 的有趣之处：每个人假设写入将立即可见（或同步，以更详细地说明这个概念实质），并且它确实在所有已知的实现中立即可见；但这不是volatile 包含的语义。
lazySet 为您提供完全相同的东西，只是延迟可能更长。因此lazySet 的语义完全符合易失性写入 IMO 的语义。这就是lazySet 的奇怪之处：它暗示volatile 的意义远不止于此，但实际上并非如此。
volatile和lazySet的指定语义，所以参数是通用的。