# 一、重排序

前篇文章已經(jīng)講了Java內(nèi)存模型和與其三個特性：原子性、可見性、有序性。但事實(shí)上，為了提升程序的執(zhí)行性能，編譯器 和 處理器 常常會對程序指令序列進(jìn)行 重排序。

重排序分為以下幾種：

- 編譯器優(yōu)化重排序

- 處理器重排序

- 指令級并行重排序

- 內(nèi)存系統(tǒng)重排序

# 二、屏障指令

fence

內(nèi)存屏障(Memory Barrier，或稱為內(nèi)存柵欄，Memory Fence)是一種CPU指令，用于控制特定條件下的重排序和內(nèi)存可見性問題。Java編譯器也會根據(jù)內(nèi)存屏障的規(guī)則在一定程度地禁止重排序。

# 三、as-if-serial 語句

>重排序也不能毫無規(guī)則，否則語義就變得不可讀， as-if-serial語句 給重排序戴上緊箍咒，起到約束作用。

**as-if-serial語句**規(guī)定重排序要滿足以下兩個規(guī)則：

- 在單線程環(huán)境下不能改變程序執(zhí)行的結(jié)果；

- 存在數(shù)據(jù)依賴關(guān)系代碼(指令)片段的不允許重排序。

比如下面的代碼：

```

int a = 1;

// ①

int b = 2;

// ②

int c = a + b;

// 依賴于 ① 和 ②

return c;

```

可能會被優(yōu)化成：

```

int b = 2;

// ②

int a = 1;

// ①

int c = a + b;

// 依賴于 ① 和 ②

return c;

```

上述的重排序既沒有改變單線程下程序運(yùn)行的結(jié)果，又沒有對存在依賴關(guān)系的指令進(jìn)行重排序。

# 四、happens-before 規(guī)則

產(chǎn)生的背景是為了確保多線程操作下具有內(nèi)存可見性。

如果一個操作執(zhí)行的結(jié)果需要對另一個操作可見，那么這兩個操作之間必須要存在happens-before關(guān)系。換句話說，操作1 happens-before 操作2，那么操作1的結(jié)果是對操作2可見的。

這里提到的兩個操作既可以是在一個線程之內(nèi)，也可以是在不同線程之間。

**規(guī)則**：

1. 程序順序規(guī)則：一個線程中的每個操作，happens-before 于該線程中的任意后續(xù)操作

2. 監(jiān)視器鎖規(guī)則：對一個鎖的解鎖，happens-before 于隨后對這個鎖的加鎖

3. volatile變量規(guī)則：對一個volatile域的寫，happens-before 于任意后續(xù)對這個volatile域的讀

4. 傳遞性：如果A happens-before B，且B happens-before C，那么A happens-before C

5. start規(guī)則：如果線程A執(zhí)行操作ThreadB.start()(啟動線程B)，那么A線程的ThreadB.start()操作happens-before于線程B中的任意操作

6. join規(guī)則：如果線程A執(zhí)行操作ThreadB.join()并成功返回，那么線程B中的任意操作happens-before于線程A從ThreadB.join()操作成功返回。

# 總結(jié)：

as-if-serial 語句保證單線程環(huán)境下不能改變程序執(zhí)行的結(jié)果，happens-before 規(guī)則保證多線程環(huán)境下不能改變程序執(zhí)行的結(jié)果。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java多线程并行执行命令_深入理解Java多线程与并发框（第④篇）——重排序、屏障指令、as-if-serial规则...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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