指令重排序

在执行程序时,为了提高性能,编译器和处理器会对指令做重排序。但是,JMM确保在不同的编译器和不同的处理器平台之上,通过插入特定类型的Memory Barrier来禁止特定类型的编译器重排序和处理器重排序,为上层提供一致的内存可见性保证。

  • 编译器优化重排序: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。
  • 指令级并行的重排序:现代处理器采用了指令级并行技术(Instruction-Level Parallelism, 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。
  • 内存系统的重排序: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(强调的是内存缓存)。

在虚拟机层面,为了尽可能减少内存操作速度远慢于CPU运行速度所带来的CPU空置的影响,虚拟机会按照自己的一些规则将程序编写顺序打乱——即写在后面的代码在时间顺序上可能会先执行,而写在前面的代码会后执行——以尽可能充分地利用CPU

从java源代码到最终实际执行的指令序列,会分别经历下面三种重排序:

参考资料

【JMM Cookbook(一)指令重排】http://ifeve.com/jmm-cookbook-reorderings/

【美团公众号】https://tech.meituan.com/java-memory-reordering.html

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