#### 一、 如何保证不乱序，也就是保证有序性

##### 1、 硬件内存屏障

注意：这是inter X86

###### 1.1 sfence

store fence  在sfence指令前面的写操作必须在sfence指令后边的写操作前完成

如图：如果没有sfence ,是不能保证操作1在操作2执行前就执行完的，有了sfence才能保证操作1和操作2的顺序

![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/44fe9799448c1c7d.png?x-oss-process=style/bb)

###### 1.2 lfence

load fence 指令前的读操作必须在lfence指令后边的读操作执行前执行

如图： 如果没有lfence 不能保证读操作1 和 读操作2 的顺序 ，有了lfence就可以保证了

![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/3e593448ebd54f21.png?x-oss-process=style/bb)

###### 1.3 mfence

mix fence 是集合了sfence和lfence的所有作用于一身,mfence前边的读写操作必须在mfence后边读写操作开始之前完成

如图：mfence可以保证 在执行读操作2和写操作2之前  必须执行完读操作1和写操作1

![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/75c739a685f4766c.png?x-oss-process=style/bb)

###### 1.4 其他

除了fence外，还有一些原子指令 ，比如 lock xxx

这些原子指令是一个Full Barrier,执行时会锁住内存子系统来保证执行顺序

甚至跨多个cpu

##### 2.、JVM级别规范

注意：jvm这只是jvm的规范，具体实现要看虚拟机怎么实现

###### 2.1 LoadLoad 屏障

保证读操作的顺序，LoadLoad前边的读操作必须在LoadLoad后边的读操作前完成

如图： LoadLoad能保证 读操作2和者读操作3执行前 必须执行完读操作0 和读操作1

![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/4935ef5f4b40cbe8.png?x-oss-process=style/bb)

###### 2.2 StoreStore 屏障

对比LoadLoad 保证写操作有序

![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/22441390a9651390.png?x-oss-process=style/bb)

###### 2.3 LoadStroe 屏障

对比LoadLoad 保证读操作和写操作有序 
 ![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/962420e807b48b29.png?x-oss-process=style/bb)

###### 2.4 StoreLoad 屏障

对比 LoadLoad 保证写操作和读操作有序

![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/04f6fe8dc40191d2.png?x-oss-process=style/bb)

##### 3、volatile 实现细节

###### 3.1 字节码层面

这里用到jclasslib 前边文章讲过怎么安装

```java
public class VolatileTest {
    int i;
    volatile int x;
    public static void main(String[] args) {  
    }
}
```

jclasslib 可以看出来：

i的修饰符是 0x0000[]

x的修饰符是 0x0040[volatile]

很明显，字节码层面就只是给加了volatile的属性加了一个标识

![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/53a3570dca9002c4.png?x-oss-process=style/bb)

###### 3.2 JVM层面

在写操作 和 读操作前后加了屏障

![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/5b69ca934ad0f68e.png?x-oss-process=style/bb)

前后加了屏障，保证了顺序性

volatile类型变量修改之后会立即写回内存  ，也就是从工作内存写回到主内存（JMM知识）

![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/04ac38dbf6c37408.png?x-oss-process=style/bb)

###### 3.3 操作系统硬件层面

需要使用hsdis进行反汇编，也就是把class编译成汇编指令。深入理解Java虚拟机（第三版），448页有个例子，这里就不叙述了， 其实作为了解即可 ，底层也是通过sfence lfence mfence 或者 lock 实现的。

windows x86 是用过lock 实现的

这里需要使用hsdis ，没有太大必要去使用 ，如果有兴趣可以用一下，不是很难，以后有时间写一篇简单应用的文章。

##### 4、synchronize 实现细节

###### 4.1 字节码层面

```java
public class TestSync {
    synchronized  void m(){

}
    void n(){
        synchronized (this){
            
        }
    }
}
```

同样使用jclasslib看

![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/4d3b45ee8bdab835.png?x-oss-process=style/bb)
 ![](http://img.blog.itpub.net/blog/2021/04/05/e02c4c784027e1a4.png?x-oss-process=style/bb)

可以看出来 方法是用了一个标识符， 代码块使用了monitorenter monitorexit 语句

###### 4.2JVM层面

c、c++调用操作系统提供的同步机制

###### 4.3操作系统硬件层面

x86:使用的lock cmpxchg 等  指令

只是作为了解，其实工作中很少能用到，感兴趣的可以根据具体的关键字进行查询

按照字节码、jvm、操作系统硬件层面  这三个层面理解即可

最后写一个面试题大家看看能回答上来吗？

1. 描述一个一个对象的创建过程
2. 对象在内存中的存储布局
3. 对象头具体包含什么
4. 对象是怎么定位的
5. 对象怎么分配的
6. Object o = new Object() 在内存中占用了多少字节

下一篇以这个题为例 写一篇文章

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话说内存屏障，有序性保证

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