java volatile是如何保证可见性的？

lock前缀指令干的事。

volatile 修饰的变量在进行写操作时会多出一条如下的汇编指令：

lock addl $0x0,(%esp)

volatile就是靠这个lock前缀指令去实现可见性的，当对volatile修饰的共享变量进行写操作时，lock前缀的指令在多核处理器下会引发两件事情：

1.将当前处理器缓存行的数据写回到系统内存。

    为了提高处理的响应速度，处理器不直接和内存进行通信，而是先将系统内存的数据读到内部缓存中（L1，L2或其他）在进行操作，但是操作完不知道会何时写入到内存中。如果对volatile修饰的变量进行写操作，JVM就会向处理器发送一条Lock前缀的指令，处理器收到指令都就会立即将缓存行的数据写入到内存中。需要注意的是Lock前缀指令导致在执行指令期间，声言处理的LOCK#信号。在多处理器环境中，LOCK#信号确保在声言信号期间，处理器可以独占任何共享缓存，会使用总线锁（锁住总线，导致其他cpu不能访问总线，总线系统连接者cpu和内存，总线一旦不能访问就意味着其他cpu无法访问内存），但是在最近的处理器中，LOCK#信号一般不锁总线（注意是一般，特殊情况下还是会锁总线，比如数据跨多个缓存行），而是锁缓存，毕竟锁总线开销比较大。对于Intel486和Pentium处理器，在锁操作期间,总是在总线上声言LOCK#信号。但在目前的处理器中，如果访问的内存已经缓存在处理器内部，则不会声言LOCK#信号。相反，他会锁定这块内存区域的缓存并回写到内存，并使用缓存一致性机制来确保修改的原子性，这种操作被称为"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。

    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 Iniel 64 处理器使用 MESI （修改、独占、共享、无效）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保持一致。例如，在 Pentium 和 P6famaly 处理器中，如果通过嗅探一个处理器来检测其他处理器打算写内存地址，而这个地址当前处干共享状态，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地址时，强制执行缓存行填充

总结

1.处理器在执行lock指令时会立即将缓存中的数据同步到内存，同步时选择使用总线锁定或缓存锁定(通过缓存一致性协议实现，例如mesi协议)来保证修改操作的原子性，然后依靠缓存一致性来确保缓存中的值相同。

2.为什么有了MESI协议还需要volatile？MESI 原本是强一致性的，经过性能优化后，弱化成了最终一致性。在某些中间状态下，多个 CPU 之间的数据并不一致。同时也可能会发生乱序执行的情况，也就是重排序，volatile可以防止重排序；MESI协议数据修改完成后会先放入Load Buffer并不会直接放入内存，volatile修饰的变量在进行写操作完成后会直接同步到内存中。