Java併發（三）：重排序

在執行程序時爲了提升性能，提升並行度，編譯器和處理器經常會對指令作重排序。重排序分三種類型：

1. 編譯器優化的重排序。編譯器在不改變單線程程序語義的前提下，能夠從新安排語句的執行順序。
2. 指令級並行的重排序。現代處理器採用了指令級並行技術（Instruction-Level Parallelism， ILP）來將多條指令重疊執行。若是不存在數據依賴性，處理器能夠改變語句對應機器指令的執行順序。
3. 內存系統的重排序。因爲處理器使用緩存和讀/寫緩衝區，這使得加載和存儲操做看上去多是在亂序執行。

問題：重排序均可能會致使多線程程序出現內存可見性問題

1）編譯器優化的重排序。編譯器在不改變單線程程序語義的前提下，能夠從新安排語句的執行順序。

2）指令級並行的重排序。處理器多條指令重疊執行，改變語句對應機器指令的執行順序（處理器重排）

3）內存系統的重排序。處理器使用緩存和讀/寫緩衝區，這使得加載和存儲操做看上去多是在亂序執行（處理器重排）

舉例：處理器對內存的讀/寫操做的執行順序，不必定與內存實際發生的讀/寫操做順序一致，致使重排序致使內存可見性問題

　　（處理器使用寫緩衝區來臨時保存向內存寫入的數據：避免因爲處理器停頓下來等待向內存寫入數據而產生的延遲

　　以批處理的方式刷新寫緩衝區，以及合併寫緩衝區中對同一內存地址的屢次寫，能夠減小對內存總線的佔用）

假設處理器A和處理器B按程序的順序並行執行內存訪問，最終卻可能獲得x = y = 0的結果

第一步執行A1 B1

第二步執行A2 B2，此時已獲得x=b=0 y=a=0

第三步執行A3 B3

執行完A3，A1纔算執行完，A1 A2重排序了

JMM經過禁止特定類型的編譯器重排序和處理器重排序，爲程序員提供一致的內存可見性保證

JMM的編譯器重排序規則會禁止特定類型的編譯器重排序

java編譯器在生成指令序列時，插入特定類型的內存屏障指令來禁止特定類型的處理器重排序