java指令重排序举例,单线程会出现指令重排序

　　一、前言二。问题恢复(I)相关变量1。结果预测2。指令重排(二)新创建对象1。解析创建过程2。重新排序过程分析。处理指令重排(一)AtomicReference原子类(二)volatile关键字1。指令重排很普遍2。多线程环境中的指令重排3。同步锁定和重新排序。

　　00-1010指令重排有利于提高程序在单线程环境下的执行效率，不会对程序产生负面影响；在多线程环境中，指令重排会给程序带来意想不到的错误。

　　本文对多线程指令重排问题进行了还原，并给出了相应的解决方案。

　　公共类Singleton { private static user model实例；公共静态user model getInstance(){ if(instance==null){ synchronized(singleton . class){ if(instance==null){ instance=new user model(2， B )；} } }返回实例；} } @ Data @ AllArgsConstructorclass user model { private Integer userId；私有字符串用户名；

　　00-1010使用关键字new创建一个对象，大致可以分为以下几个过程：在栈空间创建一个引用地址，使用类文件作为模板，在栈空间为对象分配内存，初始化成员变量，使用构造函数初始化对左存储变量的引用值。

　　00-1010对于上面的例子，假设第一个线程进入同步代码块，开始创建对象。因为重排序，正常的创建对象的过程被打乱了，可能会出现在堆栈空间中。

　　用地址后，将引用值赋值给左侧存储变量，随后因CPU调度时间片耗尽而产生中断的情况。

　　后续线程在检测到instance变量不为空，则直接使用。因为单例对象并为实例化完成，直接使用会带来意想不到的结果。

三、应对指令重排

（一）AtomicReference原子类

使用原子类将一组相关联的变量封装成一个对象，利用原子操作的特性，有效回避指令重排问题。

@Data@NoArgsConstructor@AllArgsConstructorpublic class ValueModel { private Integer value; private Boolean flag;}

原子类应该是解决多线程环境下指令重排的首选方案，不仅通俗易懂，而且线程间使用的非重量级互斥锁，效率相对较高。

public class E { private static final AtomicReference<ValueModel> ar = new AtomicReference<>(new ValueModel()); public static void writer() { ar.set(new ValueModel(1, true)); } public static void reader() { ValueModel valueModel = ar.get(); if (valueModel.getFlag() != null && valueModel.getFlag()) { System.out.println(valueModel.getValue()); ar.set(new ValueModel(0, false)); } }}

当一组相关联的变量发生指令重排时，使用原子操作类是比较优的解法。

（二）volatile关键字

public class Singleton { private volatile static UserModel instance; public static UserModel getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { instance = new UserModel(2, "B"); } } } return instance; }}@Data@AllArgsConstructorclass UserModel { private Integer userId; private String userName;

四、指令重排的理解

1、指令重排广泛存在

指令重排不仅限于Java程序，实际上各种编译器均有指令重排的操作，从软件到CPU硬件都有。指令重排是对单线程执行的程序的一种性能优化，需要明确的是，指令重排在单线程环境下，不会改变顺序程序执行的预期结果。

2、多线程环境指令重排

上面讨论了两种典型多线程环境下指令重排，分析其带来负面影响，并分别提供了应对方式。

　　对于关联变量，先封装成一个对象，然后使用原子类来操作对于new对象，使用volatile关键字修饰目标对象即可

3、synchronized锁与重排序无关

synchronized锁通过互斥锁，有序的保证线程访问特定的代码块。代码块内部的代码正常按照编译器执行的策略重排序。

　　尽管synchronized锁能够回避多线程环境下重排序带来的不利影响，但是互斥锁带来的线程开销相对较大，不推荐使用。

　　synchronized 块里的非原子操作依旧可能发生指令重排

　　到此这篇关于Java指令重排序在多线程环境下的应对策略的文章就介绍到这了,更多相关Java指令重排序内容请搜索盛行IT以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持盛行IT！

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