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這篇文章給大家分享的是有關(guān)JMM指令重排序的示例分析的內(nèi)容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。
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一、指令為什么要重排序？
在計算機(jī)系統(tǒng)中，指令為了更快的完成結(jié)果，會根據(jù)邏輯關(guān)系、指令大小進(jìn)行重排序，以達(dá)到超流水線的效果，但在代碼執(zhí)行完后，保證結(jié)果輸出是一致的。
在JVM中又兩條原則：
as-if -serials 這個規(guī)則適用于單線程，默認(rèn)自動處理
happens-before 這個規(guī)則適用于多線程，當(dāng)然也要通過相應(yīng)的鎖和關(guān)鍵字來實現(xiàn)
二、JMM（Java Memory Manager）指令重排序如何實現(xiàn)的呢？
我們知道，JIT會根據(jù)CPU架構(gòu)編譯合適的代碼去執(zhí)行，因此，在匯編層面討論反而不見得能統(tǒng)一意見，比如X86，他只有l(wèi)ock來實現(xiàn)，其他CPU架構(gòu)則是LoadLoad,StoreStore,LoadStore,StoreLoad。
實際上我們還是在JIT層面思考比較容易理解，這里我們定義一個類
（注意：這個類未必和JIT實際效果一致，取決于JIT激進(jìn)程度）
package com.apptest;
public class VolatileWatcher {
private String A;
private String B;
private String C;
private String D;
private String E;
public void run() {
String a = "a";
String b = "b";
String c = "c";
String d = "d";
String e = "e";
A = a;
B = b;
C = c;
D = d;
E = e;
System.out.println(A);
System.out.println(B);
System.out.println(C);
System.out.println(D);
System.out.println(E);
}
}那么如果重排序，效果可能如下
package com.apptest;
public class VolatileWatcher {
private String A;
private String B;
private String C;
private String D;
private String E;
public void run() {
String a = "a";
String b = "b";
String c = "c";
String d = "d";
String e = "e";
A = a;
System.out.println(A);
B = b;
System.out.println(B);
C = c;
System.out.println(C);
D = d;
System.out.println(D);
E = e;
System.out.println(E);
}
}這是JIT可能重排序后的結(jié)果，實際上寄存器、CPU也會進(jìn)行重排序，但最終也會保證內(nèi)存一致性。
三、如何禁止指令重排序呢？
Java中，禁止指令重排序的關(guān)鍵字只有2個，一個是volatile、另一個是final，某種成都上，也能說明final和volatile不能同時修飾一個變量的原因，因為他們的功能有些重疊。
3 .1 要不要禁止
首先要確定要不要禁止重排序，重排序往往在多線程中出現(xiàn)問題，如果程序在串行執(zhí)行，完全沒有必要，因此，單線程中的引用類型（不包括常量和字符串常量，這些類型引用建議加final）建議不要加final和volatile，當(dāng)然，final需要考慮深入一些，因為有時我們需要做一些強(qiáng)約束，但總體來說能不加就不加。
3.2 原理
多線程中，維護(hù)hanpens-before原則不是JVM自身就能處理的，還需要在代碼層面進(jìn)行相應(yīng)的指示，此外，相應(yīng)的JIT會將指示編譯成指令，讓寄存器和CPU也遵守。
指令重排序的達(dá)到的最終效果
讀操作
寫操作
3.3 效果演示
回到文章開頭，我們給VolatileWatcher的C變量添加volatile修飾，那么JIT重排序后的結(jié)果可能是如下情況
public class VolatileWatcher {
private String A;
private String B;
private volatile String C;
private String D;
private String E;
public void run() {
String a = "a";
String b = "b";
String c = "c";
String d = "d";
String e = "e";
B = b;
A = a;
C = c; //寫屏障
E = e;
D = d;
System.out.println(A);
System.out.println(B);
System.out.println(C); //讀屏障
System.out.println(D);
System.out.println(E);
}
}我們發(fā)現(xiàn)，A、B不能跨越C變量的寫屏障往下重排序，但是屏障上方的A、B之間也是可以重排序的，E、D不能跨越讀屏障，但是E、D可以在讀屏障和寫屏障之間排序。（這里故意寫成A，B，E，D在屏障外順序變化，目的主要是為了說明屏障的作用，具體看實際效果）
四、final和volatile的區(qū)別？
我們知道，final修飾的是只讀變量，有很強(qiáng)的“只讀”約束性，所有final修飾的變量都需要在構(gòu)造方法中初始化（類外部final字段的最終會插入到super(...)之后 ），而volatile一般用于多線程變量的讀寫，但他們都具備實現(xiàn)內(nèi)存屏障的能力，可以說，都能實現(xiàn)禁止重排序。
不同點(diǎn)：
final字段的寫操作，只作用于構(gòu)造函數(shù)。
final字段的讀操作，讀取和volatile基本一樣
感謝各位的閱讀！關(guān)于“JMM指令重排序的示例分析”這篇文章就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，讓大家可以學(xué)到更多知識，如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！
新聞名稱：JMM指令重排序的示例分析
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