什么是指令重排序？

什么是指令重排序？

在代码的世界里，指令重排序是一个比较大众的技术，主要是优化书写的源代码执行效率。计算机在执行程序时候，为了提高代码、指令的执行效率，编译器和处理器会对指令进行重新排序，一般分为编译器对于指令的重新排序、指令并行之间的优化、以及内存指令的优化。这么多优化都是保证在单线程的情况下，执行的结果是不变的，下图就是描述整个的指令重排的优化的过程：

但是，在这里，重排序的先决条件是，重排序后的指令执行不可以影响指令原有所有实现的功能。也就是说单线程环境里确保程序的最终执行的结果和代码顺序执行的结果是一致的。
各种指令交替依次执行，由于编译器优化重排序的存在，两个线程中使用的变量能否一致是无法确定的。结果无法预测。
相比之下，volatile不能实现原子性的最主要原因是指令的交替执行，无法保证程序执行的最终结果。也就是说volatile是比较丐的一种同步机制。但是为了实现原子性，保证数据的准确性，这个时候就需要加锁才可以实现。比如synchronized重量级、可重入锁，或者采用JUC下面使用AQS实现的轻量级可重入锁。
除此之外，指令的重排序也要遵循一般的规则，也就是指令之间数据的依赖性。简单的说，任何变量先定义，后使用，两个数据存在依赖，比如A指令依赖B指令返回的数据，那么无论怎么重新排序，都不会改变B指令在A指令前面执行的这样的顺序。

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