概述
Acquire and Release语义表示多线程并发访问共享内存的一种方式，表现为线程间的一种合作关系，在单个写线程的场景下使用。写线程的写操作完成后，发布一个操作完成的信号，各个读线程接收到该信号后，对值进行读取，实现线程间信息的可靠传输
语义定义
一个对共享内存的读操作（也可以是read-modify-write操作）可以具有acquire语义，具有acquire语义的读操作被称为read-acquire。Acquire语义消除了read-acquire与后续的读取与写入操作的内存重排序
一个对共享内存的写操作（也可以是read-modify-write操作）可以具有release语义，具有release语义的写操作被称为write-release。Release语义消除了write-release与前置的读取与写入操作的内存重排序
内存屏障实现Acquire and Release语义
- acquire语义可以通过在read-acquire后面加入LoadLoad屏障和LoadStore屏障实现
- release语义可以通过在write-release前面加入StoreStore屏障和LoadStore屏障实现
屏障的实现实际上比语义的定义限制更为严格，因此两者并不完全等同
Acquire and Release语义实现线程间信息传递
需要满足以下条件
- read-acquire和write-release都需要是一个原子操作
- read-acquire和write-release操作的是同一个变量
根据内存屏障实现来理解，有以下示意图
payload表示线程1与线程2需要传递的信息，guard表示payload是否已准备好的信号。read-acquire和write-release都是一个原子操作，且操作的是同一个变量guard。write-release前面的StoreStore屏障保证了线程1中对payload的写入比guard的写入更早完成，read-acquire后面的LoadLoad屏障保证了若线程2读取到了guard的更新，则后续一定能读取到payload的更新。此过程不保证线程2什么时候能读取到guard的更新
实现线程间信息传递，并不依赖LoadStore屏障
类Java伪代码实现的一个例子如下图
data作为payload的角色，ready作为guard的角色。可以保证线程2中，myReady的值为true时，myData的值为1
Java中，对基础变量的简单读写(plain loads and plain stores)是原子操作。上例中，需要确保对ready的读写是原子操作
Java中，Unsafe类提供的内存屏障操作，storeFence()对应StoreStore屏障和LoadStore屏障，loadFence()对应LoadLoad屏障和LoadStore屏障
Acquire and Release语义实现互斥锁
实现线程间信息传递是实现互斥锁的基础
根据内存屏障实现来理解，有以下示意图
互斥锁的实现依赖LoadStore屏障，将所有的内存读写操作限制在read-acquire和write-release之间，针对互斥锁的实现来说就是限制在持有锁期间。互斥锁mutex充当了原来guard的作用，作为线程间传递信息的信号。这样的实现可以保证，当线程2获取锁后，线程1在持有锁期间对内存所做的任何写操作，对线程2都是可见的
实现互斥锁时，一个线程获得锁或释放锁后，其它线程必须能够及时观测到。由于Acquire and Release语义不保证线程2读取到mutex变量更新的时间，所以只依赖Acquire and Release语义并不足够，还需要在write-release之后和read-acquire之前加入StoreLoad屏障。write-release之后的StoreLoad屏障保证通过该屏障时，mutex变量的内存写入操作已完成，read-acquire之前的StoreLoad屏障保证该屏障后读取到mutex变量的更新
mutex变量的读写满足volatile语义，屏障的实现实际上比语义的定义限制更为严格，因此两者并不完全等同
所有线程观测到的对mutex变量的内存写入顺序是一致的，且此顺序与程序源代码顺序一致，我们称此为顺序一致性(Sequential Consistency)
类Java伪代码实现的一个例子如下图
mutex的值为0时表示互斥锁未被持有，mutex的值为1时表示互斥锁被持有。线程2尝试CAS操作成功之后，线程持有互斥锁并读取线程1对内存所做的修改，最后释放锁
CAS操作属于原子read-modify-write操作
Java中，CAS操作伪代码cas(mutex, 0, 1)可通过Unsafe类的compareAndSwapInt方法实现
Java中，Unsafe类提供的内存屏障操作，fullFence()对应全能屏障(full memory fence)，同时兼具LoadLoad、StoreStore、LoadStore、StoreLoad屏障的作用