指令冲排序的一点总结

本文探讨了处理器和编译器在追求性能提升时的指令重排序行为,并深入解析as-if-serial语义如何确保单线程环境中指令重排序不会改变程序运行结果。通过具体示例说明了多线程环境下重排序可能导致的问题,强调了使用volatile关键字解决数据依赖问题的重要性。

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title: 指令重排序
date: 2017-12-25 12:50:17
categories:
- concurrent
tags:
- Java
- concurrent
- JDK源码

在执行程序时,为了提供性能,处理器和编译器常常会对指令进行重排序,但是不能随意重排序,不是你想怎么排序就怎么排序,它需要满足以下两个条件:

  1. 在单线程环境下不能改变程序运行的结果;
  2. 存在数据依赖关系的不允许重排序

as-if-serial语义

as-if-serial语义的意思是,所有的操作均可以为了优化而被重排序,但是你必须要保证重排序后执行的结果不能被改变,编译器、runtime、处理器都必须遵守as-if-serial语义。注意as-if-serial只保证单线程环境,多线程环境下无效。

多线程下 重排序的影响

public class RecordExample2 {
    int a = 0;
    boolean flag = false;

    /**
     * A线程执行
     */
    public void writer(){
        a = 1;                  // 1
        flag = true;            // 2
    }

    /**
     * B线程执行
     */
    public void read(){
        if(flag){                  // 3
           int i = a + a;          // 4
        }
    }

}

A线程执行writer(),线程B执行read(),线程B在执行时能否读到 a = 1 呢?答案是不一定. 这就是因为操作1 操作2之间并没有数据依赖,如果想产生依赖的话,就加上volatile把。

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