Java内存模型与指令重排(3)

// 给stop加上volatile后
    public void run() {
        int i = 0;
        while (!stop) {
            i++;
        }
        System.out.println("finish loop,i=" + i);
    }

# {method} 'run' '()V' in 'VisibilityTest'
  ......
  0x02b4895c: mov    0x4(%ebp),%ecx    ; implicit exception: dispatches to 0x02b4899d
  0x02b4895f: cmp    $0x5dd5238,%ecx    ;  {oop('VisibilityTest')}
  // 进入while判断
  0x02b48965: jne    0x02b4898d        ;*aload_0
                                        ; - VisibilityTest::run@2 (line 9)
  // 跳转到0x02b48977获取stop
  0x02b48967: jmp    0x02b48977
  0x02b48969: nopl  0x0(%eax)
　　  // 循环体内, i++
  0x02b48970: inc    %ebx              ; OopMap{ebp=Oop off=49}
                                        ;*goto
                                        ; - VisibilityTest::run@12 (line 10)
  0x02b48971: test  %edi,0xb30000      ;*aload_0
                                        ; - VisibilityTest::run@2 (line 9)
                                        ;  {poll}
  // 循环过程中获取stop的值
  0x02b48977: movzbl 0x64(%ebp),%eax    ;*getfield stop
                                        ; - VisibilityTest::run@3 (line 9)
  // 验证stop的值
  0x02b4897b: test  %eax,%eax
  // 若stop不符合条件, 则继续跳转到0x02b48970: inc, 执行i++, 否则中断循环
  0x02b4897d: je    0x02b48970        ;*ifne
                                        ; - VisibilityTest::run@6 (line 9)
  0x02b4897f: mov    $0x33,%ecx
  0x02b48984: mov    %ebx,%ebp
  0x02b48986: nop   
  // 跳出循环, 执行System.out.print打印
  0x02b48987: call  0x02b2cac0        ; OopMap{off=76}
                                        ;*getstatic out
                                        ; - VisibilityTest::run@15 (line 12)
                                        ;  {runtime_call}
  0x02b4898c: int3 
  0x02b4898d: mov    $0xffffff9d,%ecx
  ......

再来看两个从Java语言规范中摘取的例子, 也是涉及到编译器优化重排, 这里不再做详细解释, 只说下结果.

例子1中有可能出现r2 = 2 并且 r1 = 1;

例子2中是r2, r5值因为都是=r1.x, 编译器会使用向前替换, 把r5指向到r2, 最终可能导致r2=r5=0, r4 = 3;

Happen-Before先行发生规则

如果光靠sychronized和volatile来保证程序执行过程中的原子性, 有序性, 可见性, 那么代码将会变得异常繁琐.

JMM提供了Happen-Before规则来约束数据之间是否存在竞争, 线程环境是否安全, 具体如下:

顺序原则

一个线程内保证语义的串行性; a = 1; b = a + 1;

volatile规则

volatile变量的写，先发生于读，这保证了volatile变量的可见性,

锁规则

解锁（unlock）必然发生在随后的加锁（lock）前.

传递性

A先于B，B先于C，那么A必然先于C.

线程启动, 中断, 终止

线程的start()方法先于它的每一个动作.

线程的中断（interrupt()）先于被中断线程的代码.

线程的所有操作先于线程的终结（Thread.join()）.

对象终结

对象的构造函数执行结束先于finalize()方法.