(一):as-if-serial
as-if-serial语义的意思指:
不管怎么重排序(编译器和处理器为了提高并行度),(单线程)程序的执行结果不能被改变。编译器,runtime 和处理器都必须遵守as-if-serial语义。为了遵守as-if-serial语义,编译器和处理器不会对存在数据依赖关系的操作做重排序,因为这种重排序会改变执行结果。但是,如果操作之间不存在数据依赖关系,
这些操作可能被编译器和处理器重排序。为了具体说明,请看下面计算圆面积的代码示例:
double pi = 3.14; //A
double r = 1.0; //B
double area = pi * r * r; //C
上面三个操作的数据依赖关系如下图所示:
如上图所示,A和C之间存在数据依赖关系,同时B和C之间也存在数据依赖关系。因此在最终执行的指令序列中,C不能被重排序到A和B的前面(C排到 A和B的前面,程序的结果将会被改变)。
但A和B之间没有数据依赖关系,编译器和处理器可以重排序A和B之间的执行顺序。下图是该程序的两种执行顺序:
as-if-serial语义把单线程程序保护了起来,遵守as-if-serial语义的编译器,runtime 和处理器共同为编写单线程程序的程序员创建了一个幻觉:单线程程序是按程序的顺序来执行的。as-if-serial语义使单线程程序员无需担心重排序会 干扰他们,也无需担心内存可见性问题。
(二):指令重拍序
在执行程序时为了提高性能,编译器和处理器常常会对指令做重排序。重排序分为三种:
1:编译器优化的重排序;
编译器在不改变单线程语义的前提下,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并行技术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/写缓存区,这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。
(三):volatile内存语言
(四):volatile原理