在执行程序时为了提高性能,提高并行度,编译器和处理器常常会对指令做重排序
重排序分为三种类型:
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(ILP)来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性,处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。
3、内存系统的重排序: 由于处理器使用缓存和读/写缓冲区,这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。
这些重排序对于单线程没问题,但是多线程都可能会导致多线程程序出现内存可见性问题。
举例:
处理器对内存的读/写操作的执行顺序,不一定与内存实际发生的读/写操作顺序一致,导致重排序导致内存可见性问题
处理器使用写缓冲区来临时保存内存写入的数据:避免由于处理器停顿下来等待向内存写入数据而产生的延迟
以批处理的方式刷新写缓冲区,以及合并写缓冲区中对同一内存地址的多次写,可以减少对内存总线的占用
假设处理器A和处理器B按程序的顺序并行执行内存访问,最终却可能得到x = y = 0的结果
1、第一步执行A1 B1
2、第二步执行A2 B2,此时已得到x=b=0 y=a=0
3、第三步执行A3 B3
执行完A3,A1才算执行完,A1 A2重排序了
1、JMM通过禁止特定类型的编译器排序和处理器重排序,为程序员提供一致的内存可见性保证
2、JMM的编译器重排序规则会禁止特定类型的编译器重排序
3、Java编译器在生成指令序列时,插入特定类型的内存屏障指令来禁止特定类型的处理器重排序
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