什么是Java synchronized的有效重新排序？

许多人问了类似的问题，但没有一个答案让我满意。 我非常确定的唯一两条重新排序规则如下 如下:

同步块内的操作（或仅调用它 “关键部分”（critical section）允许重新排序，只要它符合“仿佛”序列语义

业务（包括两者） 不允许将读操作和写操作移出（重新排序）关键部分

但是，对于同步块之前或之后的操作，是否可以将其移动到关键部分？对于这个问题，我发现了一些相反的观点。例如，报告称编译器将在MonitorEnter之后和MonitorExit之前插入一些屏障：

MonitorEnter
 (any other needed instructions go here )
[LoadLoad] <===MB1:Inserted memory barrier
[LoadStore] <===MB2:Inserted memory barrier
(Begin of critical section)

....
(end of critical section)
[LoadStore] <===MB3:Inserted memory barrier
[StoreStore] <===MB4:Inserted memory barrier
 (any other needed instructions go here )
MonitorExit

允许产生以下代码的重新排序：

根据理解1，“y=1”不能在临界段内上移，

---

所以我很困惑，哪一个是正确的和完整的？

重新排序不关心内存障碍。即使编译器总是在任意两条指令之间插入最强的内存屏障，这些重新排序仍然是允许的

现在，给定一个指令序列，可能在从原始序列重新排序之后，编译器需要在一些指令之间插入适当的内存屏障

例如，给定一个原始指令序列

volatile store x
normal   store y

这两条指令之间不需要内存屏障

但是，编译器可以选择将其重新排序为

normal   store y
volatile store x

然后，两个指令之间需要一个StoreStore屏障。CPU只有一条“存储”指令，没有正常/易失性存储的概念。CPU可能有无序的存储。Java语义要求另一个CPU在volatile

storey

的影响之前不能观察到

storex

的影响；因此，StoreStore用于告诉CPU按顺序存储它们

（如果编译器足够聪明，它会记住原始程序不需要

y->x

的顺序，因此实际上不需要这个障碍。但假设编译器没有那么聪明。）

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罗奇模型汽车旅馆--

JMM的要点是在不同线程上的指令之间建立一些（部分）顺序，以便可以定义读/写的效果。在下面的示例中

thread 1             thread 2

  a1                   a2
  |
 }b1       ----->      b2{
                       |
  c1                   c2

建立同步顺序

b1->b2

，可以是

volatile store->volatile load

，或者

监视器退出->监视器进入

。这将在订单发生之前连接

a1->b1->b2->c2

由于我们需要保证

a1->c2

的顺序，因此

a1

不得使用

b1

重新排序，

c2

不得使用

b2

重新排序；也就是说，蟑螂不能“退房”

---

另一方面，JMM希望尽可能的软弱；它没有说明

c1

和

a2、b2、c2

之间的影响；因此，

c1

可以使用

b1

自由重新排序。类似地，

a2

可以使用

b2

重新排序。也就是说，蟑螂可以“签入”。

即使“编译器足够聪明”，根据我的理解，编译器仍然需要在您的示例中插入Store，因为它可以防止处理器在volatile存储之前的指令和volatile存储本身之间重新排序，从而强制执行volatile存储的语义。感谢@bayou.io的详细解释！总之，我的理解是，对于MonitorEnter之前或MonitorExit之后的读写操作，可以在编译（JIT编译）期间将其移动（重新排序）到关键部分。但是，一旦编译完成，处理器就无法将移动的读写操作移出，由于编译器插入的内存障碍会被处理器所重视，对吗？假设原始程序是

normalstorea；易失性存储器B

。JMM语义是，在另一个线程看到B的效果之后，它也应该看到A的效果。现在，JVM的工作是在特定的CPU体系结构上实现该语义。默认情况下，CPU可能会无序执行写操作；但它也支持一个屏障指令来禁用它。因此，在CPU上，JVM首先将保持A和B的顺序，即JVM不会重新排序；然后JVM将在A和B之间插入StoreStore，也就是说CPU不会重新排序。如果指令

P；Q

不应按照JMM重新排序，第一个表将禁止JVM重新排序，第二个表将禁止CPU重新排序。综合效应为

P；Q

当其他CPU观察到时，似乎不会重新排序。

volatile store x
normal   store y

normal   store y
volatile store x

thread 1             thread 2

  a1                   a2
  |
 }b1       ----->      b2{
                       |
  c1                   c2