java多线程（七）

水深无声 2022-03-29 14:30 234阅读 0赞

**java多线程编程(七)**

重排序对多线程的影响

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这一节，看一下重排序对多线程的影响。

示例代码：

class ReorderExample{
    	int a=0；
    	boolean flag = false;
    	public void writer(){
    		a=1;   		//1
    		flag=true;	//2
    	}
    	public void reader(){
    		if(flag){		//3
    			int i= a*a;	//4
    			......
    		}
    	}
    }

> flag 变量是个标记，用来标记变量a是否已被写入。这里假设有两个线程A和B，A首先执行writer（）  
> 方法。随后B线程接着执行reader()方法。线程B在执行操作4时，能否看到线程A在操作1对共享变量a  
> 的写入呢？  
> 答案是：不一定能看到。

> 由于操作1和操作2没有数据依赖关系，编译器编译器和处理器可以对这两个操作重排序；  
> 同样，操作3和操作4没有数据依赖关系，编译器和处理器也可以对这两个操作重排序。  
> 让我们先来看看，当操作1和操作2重排序时，可能会产生什么效果？请看下面的程序执行时序图，如图所示。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1Byb2dyYW1Nb25pa2E_size_16_color_FFFFFF_t_70]

> 如图所示，操作1和操作2做了重排序。程序执行时，线程A首先写标记变量flag，随后线  
> 程B读这个变量。由于条件判断为真，线程B将读取变量a。此时，变量a还没有被线程A写入，在  
> 这里多线程程序的语义被重排序破坏了！

> 下面再让我们看看，当操作3和操作4重排序时会产生什么效果（借助这个重排序，可以顺  
> 便说明控制依赖性）。下面是操作3和操作4重排序后，程序执行的时序图，如图所示

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1Byb2dyYW1Nb25pa2E_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

>  在程序中，操作3和操作4存在控制依赖关系。当代码中存在控制依赖性时，会影响指令序  
> 列执行的并行度。为此，编译器和处理器会采用猜测（Speculation）执行来克服控制相关性对并  
> 行度的影响。以处理器的猜测执行为例，执行线程B的处理器可以提前读取并计算a\*a，然后把  
> 计算结果临时保存到一个名为重排序缓冲（Reorder Buffer，ROB）的硬件缓存中。当操作3的条  
> 件判断为真时，就把该计算结果写入变量i中。

> 从图2中我们可以看出，猜测执行实质上对操作3和4做了重排序。重排序在这里破坏了  
> 多线程程序的语义！

> 在单线程程序中，对存在控制依赖的操作重排序，不会改变执行结果（这也是as-if-serial  
> 语义允许对存在控制依赖的操作做重排序的原因）；但在多线程程序中，对存在控制依赖的操  
> 作重排序，可能会改变程序的执行结果。

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