Java 构造函数与指令重新排序

我只是偶然发现了一个我以前从未听说过，在其他地方也找不到的说法。这种说法是，从另一个线程的角度来看，构造函数返回的值的赋值可以根据构造函数内部的指令重新排序。换句话说，声明是在下面的代码中，另一个线程可以读取未设置

x

值的非空值

a

class MyInt {
   private int x;

   public MyInt(int value) {
      x = value;
   }

   public int getValue() {
      return x;
   }
}

MyInt a = new MyInt(42);

这是真的吗

编辑：

我认为可以保证，从执行

MyInt a=new MyInt（42）

的线程的角度来看，

x

的赋值与

a

的赋值具有先发生后发生的关系。但这两个值都可以缓存在寄存器中，并且它们可能不会按照最初写入的顺序刷新到主内存中。因此，如果没有内存屏障，另一个线程可以在写入

x

的值之前读取

a

的值。对吗

那么，根据您的回答和下面的评论，这些对线程安全性的评估是正确的吗

// thread-safe
class Foo() {
   final int[] x;

   public Foo() {
      int[] tmp = new int[1];
      tmp[0] = 42;
      x = tmp; // memory barrier here
   }
}

// not thread-safe
class Bar() {
   final int[] x = new int[1]; // memory barrier here

   public Bar() {
      x[0] = 42; // assignment may not be seen by other threads
   }
}

---

如果这是正确的。。。哇，这真的很微妙。

在Java内存模型的意义上-是的。然而，这并不意味着你会在实践中观察到它

从以下角度来看：可能导致可见重新排序的优化不仅可能发生在编译器中，也可能发生在CPU中。但是CPU对对象及其构造函数一无所知，对于处理器来说，这只是一对赋值，如果CPU的内存模型允许，可以对其重新排序

当然，编译器和JVM可能会指示CPU不要通过放入生成的代码来重新排序这些分配，但对所有对象这样做会破坏CPU的性能，CPU可能严重依赖于这种激进的优化。这就是为什么Java内存模型不为这种情况提供任何特殊保证的原因

例如，这导致了Java内存模型下的一个众所周知的缺陷

换句话说，声明是在下面的代码中，另一个线程可以读取a的非空值，其中x的值尚未设置

class MyInt {
   private int x;

   public MyInt(int value) {
      x = value;
   }

   public int getValue() {
      return x;
   }
}

MyInt a = new MyInt(42);

简而言之，答案是肯定的

详细回答：另一个线程读取非空

a

且值

x

尚未设置的非空

的关键点不是严格的指令重新排序，而是处理器缓存其寄存器中的值（和L1缓存），而不是从主存中读取这些值。这可能间接意味着重新排序，但这不是必需的

虽然CPU寄存器中的值缓存有助于加快处理速度，但它引入了在不同CPU上运行的不同线程之间的值可见性问题。如果总是从主程序区域读取值，则所有线程都会一致地看到相同的值（因为该值有一个副本）。在您的示例代码中，如果成员字段
x
的值被缓存到由线程1访问的CPU1寄存器中，并且CPU-2上运行的另一个线程线程2现在从主内存读取并更新该值，那么从程序的角度来看，缓存在CPU-1（由线程1处理）中的该值现在无效，但是Java规范本身允许虚拟机将此视为有效的场景。
您引用的文章在概念上是正确的。它的术语和用法有点不精确，正如你的问题一样，这会导致潜在的沟通错误和误解。我似乎在这里反复强调术语，但是Java内存模型非常微妙，如果术语不精确，那么理解就会受到影响

我将从你的问题（和评论）中摘录要点，并提供答案

构造函数返回的值的赋值可以根据构造函数内部的指令重新排序

几乎是的。。。可以重新排序的不是指令，而是内存操作（读和写）。一个线程可以以特定的顺序执行两条写指令，但是数据到达内存，以及这些写入到其他线程的可见性，可能以不同的顺序发生

我认为可以保证，从执行
MyInt a=new MyInt（42）
的线程的角度来看，
x
的赋值与
a
的赋值具有先发生后发生的关系

同样，几乎是。确实，按照程序顺序，对
x
的赋值发生在对
a
的赋值之前。然而，before是一个适用于所有线程的全局属性，所以谈论before对于特定线程是没有意义的

但这两个值都可以缓存在寄存器中，并且它们可能不会按照最初写入的顺序刷新到主内存中。因此，如果没有内存屏障，另一个线程可以在写入x之前读取a的值

再一次，几乎是。值可以缓存在寄存器中，但部分内存硬件（如缓存或写缓冲区）也可能导致重新排序。硬件可以使用各种机制来更改顺序，例如缓存刷新或内存屏障（通常不会导致刷新，但只会防止某些重新排序）。然而，从硬件角度考虑这一点的困难在于，实际系统相当复杂，并且具有不同的行为。例如，大多数CPU都有几种不同的记忆障碍。如果您想对JMM进行推理，您应该考虑模型的元素：内存操作和同步，它们通过建立before关系来约束重新排序

因此，为了从JMM的角度重新审视这个示例，我们看到了对字段
x
的写入和