Yhzhtk / note

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Java 重排序、Happens-before、内存屏障 #32

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重排序

大多数现代微处理器都会采用将指令乱序执行(out-of-order execution,简称OoOE或OOE)的方法,在条件允许的情况下,直接运行当前有能力立即执行的后续指令,避开获取下一条指令所需数据时造成的等待3。通过乱序执行的技术,处理器可以大大提高执行效率。 除了处理器,常见的Java运行时环境的JIT编译器也会做指令重排序操作,即生成的机器指令与字节码指令顺序不一致。

as-if-serial语义

As-if-serial语义的意思是,所有的动作都可以为了优化而被重排序,但是必须保证它们重排序后的结果和程序代码本身的应有结果是一致的。Java编译器、运行时和处理器都会保证单线程下的as-if-serial语义。

为保证as-if-serial语义,Java异常处理机制也会为重排序做一些特殊处理。比如 try 内的代码被重排序后,会加入到 catch 中。这种做法将异常捕捉的逻辑变得复杂了,但是JIT的优化的原则是,尽力优化正常运行下的代码逻辑,哪怕以catch块逻辑变得复杂为代价,毕竟,进入catch块内是一种“异常”情况的表现。

happens-before规则

根据Java内存模型中的规定,可以总结出以下几条happens-before规则8。Happens-before的前后两个操作不会被重排序且后者对前者的内存可见。

内存屏障(Memory Barrier,或有时叫做内存栅栏,Memory Fence)是一种CPU指令,用于控制特定条件下的重排序和内存可见性问题。Java编译器也会根据内存屏障的规则禁止重排序。

内存屏障可以被分为以下几种类型:

以上转自:http://tech.meituan.com/java-memory-reordering.html