Java 指令重排

Posted 2022-05-28 feshfans

Java 指令重排

java 指令重排

package com.feshfans;

/**
 * 用来演示指令重排
 * 指令重排会发生在两个阶段：
 * 1. 编译期(jvm 加载字节码时)
 * 2. cpu 执行期
 * 但对于单线程来说，不管发生怎样的重排，都必须保持与源代码一致的输出结果（As-If-Serial）.
 * 上述规则保证了单线程的执行结果总是与预期一致，但在多线程的情况，就会出现与预期不一致的情况，
 * 而导致这一情况发生的原因，正是指令重排
 *
 */
public class InstructionReOrder 

    static Integer a = 0;
    static Integer b = 0;
    static Integer x = 0;
    static Integer y = 0;

    private void showReOrder() throws InterruptedException 

        for(int i=0;i<Integer.MAX_VALUE;i++)
            Thread t1 = new Thread(new Runnable() 
                @Override
                public void run() 
                    // 有可能发生重排，即 先执行 x = b,再执行 a = 1
                    a = 1;
                    x = b;

                
            );

            Thread t2= new Thread(new Runnable() 
                @Override
                public void run() 
                    // 有可能发生重排，即先执行 y = a,再执行 b = 1;
                    b = 1;
                    y = a;
                
            );

            t1.start();
            t2.start();
            t1.join();
            t2.join();
            /**
             * 如果没有指令重排，输出的可以结果为:(0,1)(1,1)(1,0)
             * 但实际上有可能会输出(0,0)
             */
            System.out.println("第 "+ i + "次，x="+x +", y="+y);
            if(x == 0 && y == 0)
                break;
            
            a = b = 0;
            x = y = 0;
        
    

    public static void main(String[] args) 
        InstructionReOrder reOrder = new InstructionReOrder();
        try 
            reOrder.showReOrder();
         catch (InterruptedException e) 
            e.printStackTrace();
        
    

输出结果如下：

指令重排输出结果

从上图中可以看出，执行到第 65456 次时，发生了指令重排