JMM概念

问题：如何提高串行化程序的性能？

首先我们先了解并行的两个定律：

Amdahl定律：表明，我们需要从根本上解决问题，优化在与串行化比重，提高系统并行化模块比重，这样加入合理的cpu个数，才能以最小的投入，得到最大的优化。强调：一味的提高cpu个数对性能并没有改变！

Gustafson定律：并行化比重占的越多，那个增加cpu个数就能实现线性增长。

即两个定律并不矛盾：当串行比列为F=1时，加速比都为1， 当串行化比列为100%时，加速比为n(处理器个数)

回到JMM: 强调，程序往往会出现并发，那么在并发中，如何保证并行部分的程序数据是安全性和一致性。

JMM的关键技术点在多线程的原子性，可见性，有序性。

原子性：指一个操作不可被中断，即使在多线程下，也是不可被干扰，好比32位系统中的long，它的读写并不是原子性的，所有在多线程下，数据很可能会被写乱！

可见性：在并发情况下，系统不能保证并行程序能够察觉到全局变量值的改变，（由于缓存优化或者硬件优化，指令重排等）

有序性：往往一个程序，会根据系统的指令重排的优化导致乱序， 指令重排可以保证串行语义一致，但是并不能保证多线程的语义是否一致

指令重排：c=a+b

在汇编语言中：每一条指令并不能一步走完，需要执行取值IF，译码和取寄存器操作数ID，执行或者有效计算EX，存储器MEM， 写回WB。 所有发明了流水线，但是有一个问题就是，1. a取值 2.b取值，a译码 3.a准备计算，b译码 ====》这个时候a准备计算了，但是b还在译码， 所以导致需要等待一个时间，这样将导致后续所有指令都会等待一个时间。所有有了指令重排，比如现在又有e = f + g 这个时候程序不会等待，而是先取值f这样，就不会导致程序停留啥也不干！

指令重排必须遵循happen-before原则：

1. 程序顺序原则

2. volatile规则：v变量的写先发与读，保证可见性

3. 锁规则：解锁必须发生在加锁后

4.传递性：A->B->C 那么A一定先于C

5.线程的所有操作必须先于线程的终结（Thread.join()）

6. 线程的中断先于被中断线程的代码

7.对象的构造函数执行结束先于finalize()

8.线程的start()方法优先与它每一个动作