重排序及happens-before

JVM执行程序时,为提高性能,编译器和处理器会对指令做重排序,共三类

1、编译器优化的重排序。编译器在不改变担心阿诚程序语义的前提瞎,可以重新安排语句的执行顺序。

2、指令级别并行的重排序:现代处理器采用了指令机并行技术来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性,处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。

3、内存系统的重排序:由于处理器使用缓存和读/写缓冲区,这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。

 上述的1属于编译器重排序,2和3属于处理器重排序。这些重排序可能会导致多线程程序
出现内存可见性问题。对于编译器,JMM的编译器重排序规则会禁止特定类型的编译器重排
序(不是所有的编译器重排序都要禁止)。对于处理器重排序,JMM的处理器重排序规则会要
求Java编译器在生成指令序列时,插入特定类型的内存屏障(Memory Barriers,Intel称之为
Memory Fence)指令,通过内存屏障指令来禁止特定类型的处理器重排序。

JMM属于语言级的内存模型,它确保在不同的编译器和不同的处理器平台之上,通过禁
止特定类型的编译器重排序和处理器重排序,为程序员提供一致的内存可见性保证。

与程序员密切相关的happens-before规则如下。
·程序顺序规则:一个线程中的每个操作,happens-before于该线程中的任意后续操作。
·监视器锁规则:对一个锁的解锁,happens-before于随后对这个锁的加锁。
·volatile变量规则:对一个volatile域的写,happens-before于任意后续对这个volatile域的
读。
·传递性:如果A happens-before B,且B happens-before C,那么A happens-before C。
注意 两个操作之间具有happens-before关系,并不意味着前一个操作必须要在后一个
操作之前执行!happens-before仅仅要求前一个操作(执行的结果)对后一个操作可见,且前一
个操作按顺序排在第二个操作之前(the first is visible to and ordered before the second)。

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