Volatile的实现原理 —— 可见性
问题：volatile如何保证可见性的？对volatile修饰的变量进行写操作时，CPU会做什么事？
比如：
instance = new Singleton(); // instance是volatile变量 |
将上述代码转变成汇编代码：
0x01a3de1d: moveb $0×0, 0×1104800(%esi); |
可以看到，第二行汇编中存在lock，被volatile修饰的共享变量进行写操作的时候会多出第二行汇编指令，lock前缀的指令在多核处理器下会触发两件事情：
- 将当前处理器缓存行的数据写回主存（声言
LOCK# 信号） - 使其他CPU中的缓存了该内存地址的数据无效
几点说明：
1）Lock#前缀指令会引起处理器缓存写回到内存。Lock#前缀指令导致在执行指令期间，声言处理器的Lock#信号。在多处理器环境中，Lock#信号确保在声言该信号期间，处理器可以独占任何共享内存（主存只有当前处理器可以访问，即锁定总线，开销大）。但是，在最新的处理器中，Lock#信号一般不锁总线，而是锁缓存。对于Intel486和Pentium处理器，在锁操作时，总是在总线上声言Lock#信号，但是在P6和目前的处理器中，如果访问的内存区域已经缓存在处理器内部，则不会声言Lock#信号。相反，它会锁定这块内存区域的缓存（修改哪里锁定哪里，提高性能）并写回到内存中，并使用缓存一致性机制来确保修改的原子性，这个操作成为缓存锁定，缓存一致性机制会阻止同时修改由两个以上处理器缓存的内存区域数据。
2）一个处理器的缓存回写到内存会导致其他处理器的缓存无效。IA-32处理器和Intel64处理器使用MESI控制协议去维护内部缓存和其他处理器缓存的一致性。在多核处理器系统中进行操作的时候，IA-32和Intel64处理器能嗅探其他处理器访问系统内存和它们的内部缓存。处理器使用嗅探技术保证它的内部缓存、系统内存和其他处理器的缓存的数据在总线上一致。例如，在P6处理器中，如果通过修堂一个处理器来检测其他处理器打算写内存地址时，而这个地址当前处于共享状态，那么正在嗅探的处理器将使它的缓存行无效，在下次访问相同内存时，强制执行缓存填充。
MESI协议：Modified + Exclusive + Shared + Invalid
为了提高处理速度，处理器不直接和内存进行通信，而是先将系统内存的的数据读到内部缓存（L1、L2或者其他）后再进行操作，但是操作完不知道何时会写到内存。如果对声明了volatile的变量进行写操作，JVM就会向处理器发送一条Lock#前缀指令，将这个变量所在的缓存行的数据写回到系统内存。但是就算写回了内存，如果其他处理器缓存的值还是旧值，再执行计算操作就会有问题。所以，在多处理器下，为了保证各个处理器的缓存是一致的，就会使用缓存一致性协议，每个处理器通过嗅探在总线上传播的数据来检查自己缓存的值是不是过期了，当处理器发现自己的缓存行对应的内存地址被修改，就会将当前处理器的缓存行设置成无效状态，当处理器对这个数据进行修改操作时，会重新从系统内存中把数据读到处理器缓存中。