多线程下的Volatile介绍

volatile

特性

  • 可见性
可见性: 当一个线程更新主内存的变量值,即刻通知其他线程重新读取该内存变量值
  • 不保证原子性
原子性: 操作不可分割,当一个线程操作某个业务时候,中间不可进行加塞,保证这个过程是完整的,要么同时成功要么同时失败.
  • 禁止指令重排
指令重排: JVM在编译Java代码的时候,或者CPU在执行JVM字节码的时候,对现有的指令顺序进行重新排序.为了在执行程序时提高性能,编辑器和处理器常常会对指令做重排

LockRearrange01

例子(代码说明)

  • 可见性
class MyData {
    volatile int number = 0;
    public void AddNumber() {
        this.number = 60;
    }
}
public class MainBases01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyData myData = new MyData();
//        第一个线程
        new Thread(() -> {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t come in!  myData.number=" + myData.number);
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            myData.AddNumber();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t AddNumber()!  myData.number=" + myData.number);
        }, "AAA").start();

        //验证可见性方法一:可以另起一个线程  可以感知到第一个线程感知到被volatile修饰的number值
        new Thread(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t come in!  myData.number="+myData.number);
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t myData.AddNumber()!  myData.number="+myData.number);
        },"BBB").start();
//        验证可见性方法二:在main线程进行验证,没有加volatile修饰的话下面这个会一直循环.
//        while (myData.number == 0) {
//        }
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t myData.number=" + myData.number);
    }
}
  • 不保证原子性
class MyData {
    volatile int number = 0;
    AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger();
    public void AddNumber() {
        this.number = 60;
    }
    public void AddPlus() {
        this.number++;
    }
    public void AddAtomicInteger(){
        atomicInteger.getAndIncrement();
    }
}
public class MainBases01 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        MyData myData = new MyData();
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            new Thread(()->{
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    myData.AddPlus();
                    myData.AddAtomicInteger();
                }
            },String.valueOf(i)).start();
        }
        while (Thread.activeCount()>2){//一个main线程,另一个是GC线程
            Thread.yield();
        }
        System.out.println("验证volatile的原子性"+myData.number);
    }
}

不保证原子性的解决办法

class MyData {
    AtomicInteger atomicInteger=new AtomicInteger();//定义AtomicInteger 该类保证原子性
    public void AddAtomicInteger(){
        atomicInteger.getAndIncrement();
    }
}
  • AtomicInteger的源码剖析

原理也很简单,就是使用了unsafe类getAndAddInt()方法

原理就是CAS方法: 利用native修饰的compareAndSwapInt()(也被叫做:本地方法,这个方法是可以被C语言重写).

理论过程原理: 就是一直循环进行变量比较并交换原则:比较主内存的值是否和期望值一致,一致的话就进行交换主内存的值.[CAS下次再细讲OK?]


//
public final class Unsafe {
    public final int getAndAddInt(Object var1, long var2, int var4) {
        int var5;
        do {
            var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);
        } while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));
        return var5;
    }
    //定义的compareAndSwapInt()方法是native修饰
    public final native boolean compareAndSwapInt(Object var1, long var2, int var4, int var5);
}

禁止指令重排

指令重排的概念

    1--->  int a = 2  << 1;
    2--->  int b = 3 << 1;
    3--->  int result = a * b + 2333;

相信你看到这段简短的代码,也会知道这段代码的执行顺序,1 - > 2 -> 3,相信你会觉得这就是代码执行的顺序,但是在jvm中是不会这样执行的,这里我们可以用着三个变量的依赖关系来解释一下原因

这三个变量中 1 与 2没有依赖关系,3与 1和2 都有依赖关系,也就是说,没有依赖关系的两段代码即使我们将他们编译执行的顺序进行调换,这样也不会对代码的结果产生改变 也就是 上面的代码在jvm中实际上是 2 -> 1 -> 3

当然在单线程中JVM对代码进行指令重排并不会产生影响,但是在多线程中进行指令重排的话就会产生一些不确定的结果了,现在我们来看一下指令重排在多线程的一个经典的例子,单例模式,懒加载

public class Test {
    private static Test instance = null;

    public static Test getSingInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Test.class) {
                instance = new Test();
            }
        }
        return  instance;
    }
    public void action() {
        System.out.println(">>>>>>>>>>");
    }

    public static void main(String[] args) {

    }
}
  • 可以自己反编译进行查看(如上的类反编译如下)
Classfile /D:/demo/target/classes/com/example/demo/Volatile/Test.class
  Last modified 2022-5-15; size 978 bytes
  MD5 checksum f0d641de5be26149e162978843fd9c90
  Compiled from "Test.java"
public class com.example.demo.Volatile.Test
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
   #1 = Methodref          #8.#31         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Fieldref           #3.#32         // com/example/demo/Volatile/Test.instance:Lcom/example/demo/Volatile/Test;
   #3 = Class              #33            // com/example/demo/Volatile/Test
   #4 = Methodref          #3.#31         // com/example/demo/Volatile/Test."<init>":()V
   #5 = Fieldref           #34.#35        // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
   #6 = String             #36            // >>>>>>>>>>
   #7 = Methodref          #37.#38        // java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
   #8 = Class              #39            // java/lang/Object
   #9 = Utf8               instance
  #10 = Utf8               Lcom/example/demo/Volatile/Test;
  #11 = Utf8               <init>
  #12 = Utf8               ()V
  #13 = Utf8               Code
  #14 = Utf8               LineNumberTable
  #15 = Utf8               LocalVariableTable
  #16 = Utf8               this
  #17 = Utf8               getSingInstance
  #18 = Utf8               ()Lcom/example/demo/Volatile/Test;
  #19 = Utf8               StackMapTable
  #20 = Class              #39            // java/lang/Object
  #21 = Class              #40            // java/lang/Throwable
  #22 = Utf8               action
  #23 = Utf8               main
  #24 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #25 = Utf8               args
  #26 = Utf8               [Ljava/lang/String;
  #27 = Utf8               MethodParameters
  #28 = Utf8               <clinit>
  #29 = Utf8               SourceFile
  #30 = Utf8               Test.java
  #31 = NameAndType        #11:#12        // "<init>":()V
  #32 = NameAndType        #9:#10         // instance:Lcom/example/demo/Volatile/Test;
  #33 = Utf8               com/example/demo/Volatile/Test
  #34 = Class              #41            // java/lang/System
  #35 = NameAndType        #42:#43        // out:Ljava/io/PrintStream;
  #36 = Utf8               >>>>>>>>>>
  #37 = Class              #44            // java/io/PrintStream
  #38 = NameAndType        #45:#46        // println:(Ljava/lang/String;)V
  #39 = Utf8               java/lang/Object
  #40 = Utf8               java/lang/Throwable
  #41 = Utf8               java/lang/System
  #42 = Utf8               out
  #43 = Utf8               Ljava/io/PrintStream;
  #44 = Utf8               java/io/PrintStream
  #45 = Utf8               println
  #46 = Utf8               (Ljava/lang/String;)V
{
  public com.example.demo.Volatile.Test();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 3: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcom/example/demo/Volatile/Test;

  public static com.example.demo.Volatile.Test getSingInstance();
    descriptor: ()Lcom/example/demo/Volatile/Test;
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=2, args_size=0
         0: getstatic     #2                  // Field instance:Lcom/example/demo/Volatile/Test;
         3: ifnonnull     31
         6: ldc           #3                  // class com/example/demo/Volatile/Test
         8: dup
         9: astore_0
        10: monitorenter
        11: new           #3                  // class com/example/demo/Volatile/Test
        14: dup
        15: invokespecial #4                  // Method "<init>":()V
        18: putstatic     #2                  // Field instance:Lcom/example/demo/Volatile/Test;
        21: aload_0
        22: monitorexit
        23: goto          31
        26: astore_1
        27: aload_0
        28: monitorexit
        29: aload_1
        30: athrow
        31: getstatic     #2                  // Field instance:Lcom/example/demo/Volatile/Test;
        34: areturn
      Exception table:
         from    to  target type
            11    23    26   any
            26    29    26   any
      LineNumberTable:
        line 7: 0
        line 8: 6
        line 9: 11
        line 10: 21
        line 12: 31
      StackMapTable: number_of_entries = 2
        frame_type = 255 /* full_frame */
          offset_delta = 26
          locals = [ class java/lang/Object ]
          stack = [ class java/lang/Throwable ]
        frame_type = 250 /* chop */
          offset_delta = 4

  public void action();
    descriptor: ()V
    flags: ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=2, locals=1, args_size=1
         0: getstatic     #5                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
         3: ldc           #6                  // String >>>>>>>>>>
         5: invokevirtual #7                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
         8: return
      LineNumberTable:
        line 15: 0
        line 16: 8
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       9     0  this   Lcom/example/demo/Volatile/Test;

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=0, locals=1, args_size=1
         0: return
      LineNumberTable:
        line 20: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       1     0  args   [Ljava/lang/String;
    MethodParameters:
      Name                           Flags
      args

  static {};
    descriptor: ()V
    flags: ACC_STATIC
    Code:
      stack=1, locals=0, args_size=0
         0: aconst_null
         1: putstatic     #2                  // Field instance:Lcom/example/demo/Volatile/Test;
         4: return
      LineNumberTable:
        line 4: 0
}
SourceFile: "Test.java"

看不懂的可以查阅相关字典(字节码字典字典如下)

字节码 助记符 指令含义
0x00 nop None
0x01 aconst_null 将 null 推送至栈顶
0x02 iconst_m1 将 int 型-1 推送至栈顶
0x03 iconst_0 将 int 型 0 推送至栈顶
0x04 iconst_1 将 int 型 1 推送至栈顶
0x05 iconst_2 将 int 型 2 推送至栈顶
0x06 iconst_3 将 int 型 3 推送至栈顶
0x07 iconst_4 将 int 型 4 推送至栈顶
0x08 iconst_5 将 int 型 5 推送至栈顶
0x09 lconst_0 将 long 型 0 推送至栈顶
0x0a lconst_1 将 long 型 1 推送至栈顶
0x0b fconst_0 将 float 型 0 推送至栈顶
0x0c fconst_1 将 float 型 1 推送至栈顶
0x0d fconst_2 将 float 型 2 推送至栈顶
0x0e dconst_0 将 double 型 0 推送至栈顶
0x0f dconst_1 将 double 型 1 推送至栈顶
0x10 bipush 将单字节的常量值 (-128~127) 推送至栈顶
0x11 sipush 将一个短整型常量 (-32768~32767) 推送至栈顶
0x12 ldc 将 int,float 或 String 型常量值从常量池中推送至栈顶
0x13 ldc_w 将 int,float 或 String 型常量值从常量池中推送至栈顶 (宽索引)
0x14 ldc2_w 将 long 或 double 型常量值从常量池中推送至栈顶 (宽索引)
0x15 iload 将指定的 int 型本地变量推送至栈顶
0x16 lload 将指定的 long 型本地变量推送至栈顶
0x17 fload 将指定的 float 型本地变量推送至栈顶
0x18 dload 将指定的 double 型本地变量推送至栈顶
0x19 aload 将指定的引用类型本地变量推送至栈顶
0x1a iload_0 将第一个 int 型本地变量推送至栈顶
0x1b iload_1 将第二个 int 型本地变量推送至栈顶
0x1c iload_2 将第三个 int 型本地变量推送至栈顶
0x1d iload_3 将第四个 int 型本地变量推送至栈顶
0x1e lload_0 将第一个 long 型本地变量推送至栈顶
0x1f lload_1 将第二个 long 型本地变量推送至栈顶
0x20 lload_2 将第三个 long 型本地变量推送至栈顶
0x21 lload_3 将第四个 long 型本地变量推送至栈顶
0x22 fload_0 将第一个 float 型本地变量推送至栈顶
0x23 fload_1 将第二个 float 型本地变量推送至栈顶
0x24 fload_2 将第三个 float 型本地变量推送至栈顶
0x25 fload_3 将第四个 float 型本地变量推送至栈顶
0x26 dload_0 将第一个 double 型本地变量推送至栈顶
0x27 dload_1 将第二个 double 型本地变量推送至栈顶
0x28 dload_2 将第三个 double 型本地变量推送至栈顶
0x29 dload_3 将第四个 double 型本地变量推送至栈顶
0x2a aload_0 将第一个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2b aload_1 将第二个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2c aload_2 将第三个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2d aload_3 将第四个引用类型本地变量推送至栈顶
0x2e iaload 将 int 型数组指定索引的值推送至栈顶
0x2f laload 将 long 型数组指定索引的值推送至栈顶
0x30 faload 将 float 型数组指定索引的值推送至栈顶
0x31 daload 将 double 型数组指定索引的值推送至栈顶
0x32 aaload 将引用类型数组指定索引的值推送至栈顶
0x33 baload 将 boolean 或 byte 型数组指定索引的值推送至栈顶
0x34 caload 将 char 型数组指定索引的值推送至栈顶
0x35 saload 将 short 型数组指定索引的值推送至栈顶
0x36 istore 将栈顶 int 型数值存入指定本地变量
0x37 lstore 将栈顶 long 型数值存入指定本地变量
0x38 fstore 将栈顶 float 型数值存入指定本地变量
0x39 dstore 将栈顶 double 型数值存入指定本地变量
0x3a astore 将栈顶引用类型数值存入指定本地变量
0x3b istore_0 将栈顶 int 型数值存入第一个本地变量
0x3c istore_1 将栈顶 int 型数值存入第二个本地变量
0x3d istore_2 将栈顶 int 型数值存入第三个本地变量
0x3e istore_3 将栈顶 int 型数值存入第四个本地变量
0x3f lstore_0 将栈顶 long 型数值存入第一个本地变量
0x40 lstore_1 将栈顶 long 型数值存入第二个本地变量
0x41 lstore_2 将栈顶 long 型数值存入第三个本地变量
0x42 lstore_3 将栈顶 long 型数值存入第四个本地变量
0x43 fstore_0 将栈顶 float 型数值存入第一个本地变量
0x44 fstore_1 将栈顶 float 型数值存入第二个本地变量
0x45 fstore_2 将栈顶 float 型数值存入第三个本地变量
0x46 fstore_3 将栈顶 float 型数值存入第四个本地变量
0x47 dstore_0 将栈顶 double 型数值存入第一个本地变量
0x48 dstore_1 将栈顶 double 型数值存入第二个本地变量
0x49 dstore_2 将栈顶 double 型数值存入第三个本地变量
0x4a dstore_3 将栈顶 double 型数值存入第四个本地变量
0x4b astore_0 将栈顶引用型数值存入第一个本地变量
0x4c astore_1 将栈顶引用型数值存入第二个本地变量
0x4d astore_2 将栈顶引用型数值存入第三个本地变量
0x4e astore_3 将栈顶引用型数值存入第四个本地变量
0x4f iastore 将栈顶 int 型数值存入指定数组的指定索引位置
0x50 lastore 将栈顶 long 型数值存入指定数组的指定索引位置
0x51 fastore 将栈顶 float 型数值存入指定数组的指定索引位置
0x52 dastore 将栈顶 double 型数值存入指定数组的指定索引位置
0x53 aastore 将栈顶引用型数值存入指定数组的指定索引位置
0x54 bastore 将栈顶 boolean 或 byte 型数值存入指定数组的指定索引位置
0x55 castore 将栈顶 char 型数值存入指定数组的指定索引位置
0x56 sastore 将栈顶 short 型数值存入指定数组的指定索引位置
0x57 pop 将栈顶数值弹出 (数值不能是 long 或 double 类型的)
0x58 pop2 将栈顶的一个 (对于非 long 或 double 类型) 或两个数值 (对于非 long 或 double 的其他类型) 弹出
0x59 dup 复制栈顶数值并将复制值压入栈顶
0x5a dup_x1 复制栈顶数值并将两个复制值压入栈顶
0x5b dup_x2 复制栈顶数值并将三个 (或两个) 复制值压入栈顶
0x5c dup2 复制栈顶一个 (对于 long 或 double 类型) 或两个 (对于非 long 或 double 的其他类型) 数值并将复制值压入栈顶
0x5d dup2_x1 dup_x1 指令的双倍版本
0x5e dup2_x2 dup_x2 指令的双倍版本
0x5f swap 将栈顶最顶端的两个数值互换 (数值不能是 long 或 double 类型)
0x60 iadd 将栈顶两 int 型数值相加并将结果压入栈顶
0x61 ladd 将栈顶两 long 型数值相加并将结果压入栈顶
0x62 fadd 将栈顶两 float 型数值相加并将结果压入栈顶
0x63 dadd 将栈顶两 double 型数值相加并将结果压入栈顶
0x64 isub 将栈顶两 int 型数值相减并将结果压入栈顶
0x65 lsub 将栈顶两 long 型数值相减并将结果压入栈顶
0x66 fsub 将栈顶两 float 型数值相减并将结果压入栈顶
0x67 dsub 将栈顶两 double 型数值相减并将结果压入栈顶
0x68 imul 将栈顶两 int 型数值相乘并将结果压入栈顶
0x69 lmul 将栈顶两 long 型数值相乘并将结果压入栈顶
0x6a fmul 将栈顶两 float 型数值相乘并将结果压入栈顶
0x6b dmul 将栈顶两 double 型数值相乘并将结果压入栈顶
0x6c idiv 将栈顶两 int 型数值相除并将结果压入栈顶
0x6d ldiv 将栈顶两 long 型数值相除并将结果压入栈顶
0x6e fdiv 将栈顶两 float 型数值相除并将结果压入栈顶
0x6f ddiv 将栈顶两 double 型数值相除并将结果压入栈顶
0x70 irem 将栈顶两 int 型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0x71 lrem 将栈顶两 long 型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0x72 frem 将栈顶两 float 型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0x73 drem 将栈顶两 double 型数值作取模运算并将结果压入栈顶
0x74 ineg 将栈顶 int 型数值取负并将结果压入栈顶
0x75 lneg 将栈顶 long 型数值取负并将结果压入栈顶
0x76 fneg 将栈顶 float 型数值取负并将结果压入栈顶
0x77 dneg 将栈顶 double 型数值取负并将结果压入栈顶
0x78 ishl 将 int 型数值左移指定位数并将结果压入栈顶
0x79 lshl 将 long 型数值左移指定位数并将结果压入栈顶
0x7a ishr 将 int 型数值右 (带符号) 移指定位数并将结果压入栈顶
0x7b lshr 将 long 型数值右 (带符号) 移指定位数并将结果压入栈顶
0x7c iushr 将 int 型数值右 (无符号) 移指定位数并将结果压入栈顶
0x7d lushr 将 long 型数值右 (无符号) 移指定位数并将结果压入栈顶
0x7e iand 将栈顶两 int 型数值"按位与"并将结果压入栈顶
0x7f land 将栈顶两 long 型数值"按位与"并将结果压入栈顶
0x80 ior 将栈顶两 int 型数值"按位或"并将结果压入栈顶
0x81 lor 将栈顶两 long 型数值"按位或"并将结果压入栈顶
0x82 ixor 将栈顶两 int 型数值"按位异或"并将结果压入栈顶
0x83 lxor 将栈顶两 long 型数值"按位异或"并将结果压入栈顶
0x84 iinc 将指定 int 型变量增加指定值 (如 i++, i–, i+=2 等)
0x85 i2l 将栈顶 int 型数值强制转换为 long 型数值并将结果压入栈顶
0x86 i2f 将栈顶 int 型数值强制转换为 float 型数值并将结果压入栈顶
0x87 i2d 将栈顶 int 型数值强制转换为 double 型数值并将结果压入栈顶
0x88 l2i 将栈顶 long 型数值强制转换为 int 型数值并将结果压入栈顶
0x89 l2f 将栈顶 long 型数值强制转换为 float 型数值并将结果压入栈顶
0x8a l2d 将栈顶 long 型数值强制转换为 double 型数值并将结果压入栈顶
0x8b f2i 将栈顶 float 型数值强制转换为 int 型数值并将结果压入栈顶
0x8c f2l 将栈顶 float 型数值强制转换为 long 型数值并将结果压入栈顶
0x8d f2d 将栈顶 float 型数值强制转换为 double 型数值并将结果压入栈顶
0x8e d2i 将栈顶 double 型数值强制转换为 int 型数值并将结果压入栈顶
0x8f d2l 将栈顶 double 型数值强制转换为 long 型数值并将结果压入栈顶
0x90 d2f 将栈顶 double 型数值强制转换为 float 型数值并将结果压入栈顶
0x91 i2b 将栈顶 int 型数值强制转换为 byte 型数值并将结果压入栈顶
0x92 i2c 将栈顶 int 型数值强制转换为 char 型数值并将结果压入栈顶
0x93 i2s 将栈顶 int 型数值强制转换为 short 型数值并将结果压入栈顶
0x94 lcmp 比较栈顶两 long 型数值大小, 并将结果 (1, 0 或-1) 压入栈顶
0x95 fcmpl 比较栈顶两 float 型数值大小, 并将结果 (1, 0 或-1) 压入栈顶;当其中一个数值为 NaN 时, 将-1 压入栈顶
0x96 fcmpg 比较栈顶两 float 型数值大小, 并将结果 (1, 0 或-1) 压入栈顶;当其中一个数值为 NaN 时, 将 1 压入栈顶
0x97 dcmpl 比较栈顶两 double 型数值大小, 并将结果 (1, 0 或-1) 压入栈顶;当其中一个数值为 NaN 时, 将-1 压入栈顶
0x98 dcmpg 比较栈顶两 double 型数值大小, 并将结果 (1, 0 或-1) 压入栈顶;当其中一个数值为 NaN 时, 将 1 压入栈顶
0x99 ifeq 当栈顶 int 型数值等于 0 时跳转
0x9a ifne 当栈顶 int 型数值不等于 0 时跳转
0x9b iflt 当栈顶 int 型数值小于 0 时跳转
0x9c ifge 当栈顶 int 型数值大于等于 0 时跳转
0x9d ifgt 当栈顶 int 型数值大于 0 时跳转
0x9e ifle 当栈顶 int 型数值小于等于 0 时跳转
0x9f if_icmpeq 比较栈顶两 int 型数值大小, 当结果等于 0 时跳转
0xa0 if_icmpne 比较栈顶两 int 型数值大小, 当结果不等于 0 时跳转
0xa1 if_icmplt 比较栈顶两 int 型数值大小, 当结果小于 0 时跳转
0xa2 if_icmpge 比较栈顶两 int 型数值大小, 当结果大于等于 0 时跳转
0xa3 if_icmpgt 比较栈顶两 int 型数值大小, 当结果大于 0 时跳转
0xa4 if_icmple 比较栈顶两 int 型数值大小, 当结果小于等于 0 时跳转
0xa5 if_acmpeq 比较栈顶两引用型数值, 当结果相等时跳转
0xa6 if_acmpne 比较栈顶两引用型数值, 当结果不相等时跳转
0xa7 goto 无条件跳转
0xa8 jsr 跳转至指定的 16 位 offset 位置, 并将 jsr 的下一条指令地址压入栈顶
0xa9 ret 返回至本地变量指定的 index 的指令位置 (一般与 jsr 或 jsr_w 联合使用)
0xaa tableswitch 用于 switch 条件跳转, case 值连续 (可变长度指令)
0xab lookupswitch 用于 switch 条件跳转, case 值不连续 (可变长度指令)
0xac ireturn 从当前方法返回 int
0xad lreturn 从当前方法返回 long
0xae freturn 从当前方法返回 float
0xaf dreturn 从当前方法返回 double
0xb0 areturn 从当前方法返回对象引用
0xb1 return 从当前方法返回 void
0xb2 getstatic 获取指定类的静态域, 并将其压入栈顶
0xb3 putstatic 为指定类的静态域赋值
0xb4 getfield 获取指定类的实例域, 并将其压入栈顶
0xb5 putfield 为指定类的实例域赋值
0xb6 invokevirtual 调用实例方法
0xb7 invokespecial 调用超类构建方法, 实例初始化方法, 私有方法
0xb8 invokestatic 调用静态方法
0xb9 invokeinterface 调用接口方法
0xba invokedynamic 调用动态方法
0xbb new 创建一个对象, 并将其引用引用值压入栈顶
0xbc newarray 创建一个指定的原始类型 (如 int, float, char 等) 的数组,并将其引用值压入栈顶
0xbd anewarray 创建一个引用型 (如类, 接口, 数组) 的数组, 并将其引用值压入栈顶
0xbe arraylength 获取数组的长度值并压入栈顶
0xbf athrow 将栈顶的异常抛出
0xc0 checkcast 检验类型转换, 检验未通过将抛出 ClassCastException
0xc1 instanceof 检验对象是否是指定类的实际, 如果是将 1 压入栈顶, 否则将 0 压入栈顶
0xc2 monitorenter 获得对象的锁, 用于同步方法或同步块
0xc3 monitorexit 释放对象的锁, 用于同步方法或同步块
0xc4 wide 扩展本地变量的宽度
0xc5 multianewarray 创建指定类型和指定维度的多维数组 (执行该指令时,操作栈中必须包含各维度的长度值), 并将其引用压入栈顶
0xc6 ifnull 为 null 时跳转
0xc7 ifnonnull 不为 null 时跳转
0xc8 goto_w 无条件跳转 (宽索引)
0xc9 jsr_w 跳转至指定的 32 位 offset 位置, 并将 jsr_w 的下一条指令地址压入栈顶

看似一句简单的instance = new Test(); 实际分三步

  • memory =allocate(); //1:分配对象的内存空间
  • ctorInstance(memory); //2:初始化对象
  • instance =memory; //3:设置instance指向刚分配的内存地址

可以看出第一条指令和第二条指令有依赖关系, 但第三条指令和另外两条指令就没有依赖关系,这时候JVM指令重排1->3->2
那么问题来了, 执行1后就分配了内存空间,再执行3判断instance!=null.但是还没完成初始化就会运行报错了!所以加上volatile来禁止指令重排.