Question

据我所知，在进程上下文切换操作系统'备份'寄存器和指令指针（也是寄存器的一部分）。

但是如果在进程内的线程之间切换，操作系统会备份完整的寄存器内存和堆栈吗？

我问这个的原因是要了解Java的 volatile 关键字在单核处理器的情况下是否有任何意义。

Answer 1

如果Java的volatile关键字在单核处理器的情况下具有任何重要性。

jit编译器使用的优化可能会导致意外行为。

static boolean foo = true;

public void bar(){
   while(foo){
     //doSomething
     //do not modify foo in here
   }
}

这可能是优化的，因为foo在循环内没有改变。

public void bar(){
    while(true){
     //Now this loop never ends
     //changes to foo are ignored
    }
}

使foo volatile告诉jit编译器foo可以被不同的线程更改，并且不应该优化对它的访问。

这是有效的行为，因为跨线程访问只能保证与

一起使用

易失性和同步关键字
表示为线程安全的类（例如java.util.concurrent。*）

<强>更新

volatile关键字不会影响上下文切换本身，但它会影响变量的读写方式。这不仅会影响cpu缓存的使用（对多核系统很重要），还会影响上面刚才编译器使用的优化（在所有系统中都很重要）。

Answer 2

了解Java的volatile关键字在单核处理器的情况下是否具有任何意义。

这种思路是不明智的。您应该根据API（虚拟机）的定义进行编程。你不应该依赖某些特定效果或缺乏效果的某些东西（在这种情况下，volatile的效果）不属于其记录的定义。即使实验表明它在特定情况下也有特殊行为。因为会咬你。

Answer 3

线程切换确实意味着存储所有计算寄存器和所有堆栈，因为每个线程确实有一个单独的内存堆栈。

由于Java内存模型的工作方式，volatile关键字在多线程中仍然很重要，即使在单核环境中也是如此。 volatile变量不存储在任何类型的缓存或寄存器中，而是始终从主存储器中获取，以确保每个线程始终可以看到变量的最新值。

Answer 4

是的，即使对于单核处理器，volatile仍然有用。它告诉编译器每次读取时都需要从内存重新读取该值（因为另一个线程可能正在更新它），而不只是缓存在寄存器中。

Answer 5

查看JSR 133，特别是标有“挥发性做什么？”

的部分

易失性字段是特殊字段用于沟通状态线程之间。每次读取一个 volatile会看到最后一次写入任何线程都不稳定;在效果，它们由指定程序员作为它的领域永远不会接受看到“陈旧” 由缓存或重新排序。

这是volatile如何与JVM内存模型一起使用的有用介绍和描述。

Answer 6

我知道volatile做了什么，但我想知道为什么这是必要的。让我详细说明一下。

如上面的josefx所述。如果我们有以下内容： -

while(run) {
 //do something but don't modify run
}

如果某个其他线程将run转为false，那么while循环将永远不会结束。正如之前由Yuval A所提到的，在线程上下文切换期间，寄存器也会被备份。所以我猜它就是这样的。

如果任何线程修改了run的值，则该值将仅在寄存器中修改。在线程上下文切换期间，如果没有明确标记为volatile，Java将不会将此寄存器值与RAM中的副本同步。这样每个线程都可以使用自己的run版本。但是这个概念不适用于非基元和整数等基元，它们不能完整地放在寄存器中，迫使它们与RAM副本同步。

如何完成线程上下文切换？

6 个答案: