指令重排、happens-before、as-if-serial

指令重排是有一定限制的，有两个规则：happens-before、as-if-serial来约束。

目录

一. happens-before

1 定义

2.理解

3.具体规则

二.as-if-serial规则

---

一. happens-before

1 定义

• 如果 操作A happens-before B，那么A 的执行结果将对 B 可见，而且A的执行顺序必须在B之前。
• 两个操作之间存在happens-before关系，并不意味着Java平台的具体实现必须要按照 happens-before关系指定的顺序来执⾏。如果重排序之后的执⾏结果，与按happens-before 关系来执⾏的结果⼀致，则指令可以重排序。

2.理解

站在程序员角度：为编程人员提供了一个类似强内存的内存结构，方便编程。

站在编辑器和处理器厂商：在不影响正确结果的前提下，可以让编辑器和处理器厂商尽情优化。

3.具体规则

• 程序顺序规则：一个线程的每个操作，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。
• start()规则：如果线程A执行操作ThreadB.start()(启动线程B)，那么线程A的ThreadB.start()操作happens-before于线程B中的任何操作。
• join()规则：如果线程A执行ThreadB.join()并成功返回，则B中的任何操作应该happens-before于线程A从ThreadB.join()操作成功返回。

二.as-if-serial规则

as-if-serial语义的意思指：不管怎么重排序（编译器和处理器为了提高并行度），（单线程）程序的执行结果不能被改变。编译器，runtime 和处理器都必须遵守as-if-serial语义。

为了遵守as-if-serial语义，编译器和处理器不会对存在数据依赖关系的操作做重排序，因为这种重排序会改变执行结果。但是，如果操作之间不存在数据依赖关系，这些操作可能被编译器和处理器重排序。