Java并发理论（一）：指令重排序与数据依赖性

文章目录

• • • 1 为什么需要指令重排序？
    • 2 重排序的分类
    • 3 重排序的过程
    • 4 重排序对多线程的影响
    • 5 数据依赖性
    • 点点关注，不会迷路

先附上思维导图，本篇重点介绍指令重排序，主要为了下篇的as-if-serial和happens-before规则。

1 为什么需要指令重排序？

现在的CPU一般采用流水线来执行指令。一个指令的执行被分成：取指、译码、访存、执行、写回等若干个阶段。然后，多条指令可以同时存在于流水线中，同时被执行。
指令流水线并不是串行的，并不会因为一个耗时很长的指令在“执行”阶段耗时很长时间，而导致后续的指令都卡在“执行”之前的阶段上。我们编写的程序都要经过优化后（编译器和处理器会对我们的程序进行优化以提高运行效率）才会被运行，优化分为很多种，其中有一种优化叫做重排序，重排序需要遵守as-if-serial规则和happens-before规则，重排序的目的是为了提升性能。

2 重排序的分类

1. 编译器优化的重排序。编译器在不改变单线程程序语义的前提下，可以重新安排语句的执行顺序；
2. 指令级并行的重排序。现代处理器采用了指令级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