CAS修改Volatile变量会插入内存屏障吗

Question

在读 StampedLock源码的时候发现作者加入了一个内存屏障，代码块如下：

@ReservedStackAccess
private long tryAcquireWrite() {
    long s, nextState;
    // op1：乐观读
    // op2: 自旋的将AQS状态改成写状态
    if (((s = state) & ABITS) == 0L && casState(s, nextState = s | WBIT)) {
        // 插入写屏障？
        U.storeStoreFence();
        return nextState;
    }
    return 0L;
}

其中s 是volatile修饰的变量，我们都知道，volatile修饰的变量在编译成指令序列的时候会插入屏障。
而CAS操作是直接修改内存中的值。那么问题如题目。

如果是的话，U.storeStoreFence();的意义何在？

如果不是的话， U.storeStoreFence();在这里的作用是什么？

Answer 1

本答案参考多次询问ChatGPT-3.5后选择的最佳回答，若是满意，还请采纳，谢谢。

1. 关于CAS修改Volatile变量与内存屏障
   • 在Java中，CAS（Compare - And - Swap）操作本身不会直接插入内存屏障。CAS操作主要是一种原子性的比较并交换操作，用于实现多线程环境下的无锁算法。
   • 然而，当涉及到volatile变量时，volatile变量的语义保证了可见性和有序性。在x86架构下，volatile的写操作会在编译后的指令序列中插入一个store屏障（类似于storeStoreFence），以保证在写volatile变量之前的所有内存操作（普通变量的写操作等）都已经对其他线程可见，并且按照程序顺序在写volatile变量之前完成。
   • 对于CAS操作修改volatile变量的情况，CAS操作本身没有插入内存屏障的功能。但是由于volatile变量自身的语义要求，在CAS成功修改volatile变量时，会遵循volatile变量的内存屏障规则。
2. 关于U.storeStoreFence();的意义
   • 在StampedLock的tryAcquireWrite方法中，U.storeStoreFence();的存在是为了额外的内存顺序保证。
   • 尽管volatile变量本身有一定的内存屏障语义，但在这个特定的复杂并发场景下（StampedLock的实现机制），storeStoreFence起到了补充的作用。
   • 例如，在CAS操作成功修改volatile变量state之后，可能存在后续的写操作（例如对其他共享数据结构的写操作，虽然在这个代码片段中未显示），storeStoreFence可以确保在这些后续写操作之前，所有之前的内存写操作（包括与state相关的操作以及可能存在的其他隐藏的内存写操作）按照正确的顺序对其他线程可见。
   • 如果没有这个storeStoreFence，在一些复杂的处理器架构或者特定的优化场景下，可能会出现内存操作的乱序，导致其他线程看到不一致的内存状态。例如，在某些弱内存模型的处理器上，可能会出现后续写操作被提前执行，从而破坏了StampedLock的正确性逻辑。