Java并发（三）：重排序

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（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。
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。

问题：重排序都可能会导致多线程程序出现内存可见性问题

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。处理器多条指令重叠执行，改变语句对应机器指令的执行顺序（处理器重排）

3）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（处理器重排）

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向内存写入的数据：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

第一步执行a1 b1

第二步执行a2 b2，此时已得到x=b=0 y=a=0

第三步执行a3 b3

执行完a3，a1才算执行完，a1 a2重排序了

jmm通过禁止特定类型的编译器重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

jmm的编译器重排序规则会禁止特定类型的编译器重排序

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