java内存模型的happens-before语义顺序问题？

逃离我推掉我的手 2022-04-22 13:32 136阅读 0赞

# java内存模型的happens-before语义顺序问题？ #

注意,两个操作之间具有 happens-before 关系,*并不意味着前一个操作必须要在后一个操作之前执行*!happens-before 仅仅要求前一个操作(执行的结果)对后 一个操作可见,*且前一个操作按顺序排在第二个操作之前*(the first is visible to and ordered before the second)。happens- before 的定义很微妙,后文会具 体说明 happens-before 为什么要这么定义。

——引用自《深入理解JAVA内存模型》

这本书后边有一个重排序的例子，说明没有依赖关系的两个语句可以重排，所以“并不意味着前一个操作必须要在后一个操作之前执行”。那“且前一个操作按顺序排在第二个操作之前”这句话的含义又是什么呢

黑色斜体两段字所要表明的意思区别究竟在哪，感觉这两句话是矛盾的呢？能否举例说明一下

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懒

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It should be noted that the presence of a happens-before relationship between two actions does not necessarily imply that they have to take place in that order in an implementation. If the reordering produces results consistent with a legal execution, it is not illegal.

这是JSR133的原话。

就是说执行a1,a2这两个操作，只要执行结果是跟顺序执行a1,a2的执行结果一样，就是合法的。比如write a = 1, write a = 2; read a;前两个操作可以重排序，但读操作不能和前两个操作重排序。所以其实没有矛盾的。

[编辑于 2017-03-27][2017-03-27]

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Java内存模型中的happens-before是比较难理解的地方，为什么要提出这样的模型，这个牵制到计算机体系结构的一些知识，由于在计算机系统存在寄存器，L1,L2,L3 等多级缓存，主存储器，所以一个变量可能被存储在计算机内存的不同区域，同时由于线程都对应一个称为工作内存的区域，各个线程从内存总读取变量在各自的工作内存中进行变量的操作，这样就会出现变量不一致的情况，Java编译器为了协调对变量的访问，提出了自己的内存模型；happens-before的规则前后两个操作满足离散数学中的偏序关系， happens-before规则不是描述实际操作的先后顺序，它是用来描述可见性的一种规则 ，也就是说在Java中常见的内置锁synchronized等不仅是保持了同步，更是隐含着保持了内存的可见性，仔细想一想确实是这样的；举一个例子，happen-before中有一条规则称为：在监视器上的解锁操作必须是在同一个监视器的加锁操作之前执行。 如果线程1解锁了monitor a，接着线程2锁定了a，那么，线程1解锁a之前的写操作都对线程2可见（线程1和线程2可以是同一个线程）。 如果线程1写入了volatile变量v（这里和后续的“变量”都指的是对象的字段、类字段和数组元素），接着线程2读取了v，那么，线程1写入v及之前的写操作都对线程2可见（线程1和线程2可以是同一个线程）。 ================》对于你疑问“ 并不意味着前一个操作必须要在后一个操作之前执行 ”，这里说的先后是一种时间上先后，也就是说A操作在时间上先于B操作执行。但是按照happens-before中的8条规则，若不满足其中的任何一条就无法确保两个操作的可见性，编译器将对指令进行重排序；后面的那句“ happens-before 仅仅要求前一个操作(执行的结果)对后 一个操作可见,且前一个操作按顺序排在第二个操作之前 ”这句话的意思是在满足happends-before的8条规则的前提下，在满足可见性的条件下，编译器允许对指令进行重新排序，这么更加利于计算机cpu指令的执行，提升性能，但是在happends-before个约束下，满足可见性，从而保证最终的结果保持一致性。最后我想说明的是，前面提到的偏序概念很重要，如果学过离散数学的话就不难理解了， happen-before关系是个偏序关系。两个存在happen-before关系的操作不可能同时发生，一个操作A happen-before操作B，它们必定在时间上是完全错开的，所以才有那句“ 且前一个操作按顺序排在第二个操作之前 ”，这里的先后不是时间上的先后，而是在happends-before约束下的先后，由于偏序关系要求必须错开执行，不能同时，所以两个操作必定是有顺序的，所以。。。希望你能理解。

[编辑于 2017-03-27][2017-03-27 1]

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[wxweven][wxweven 1]

攻城架构狮

我觉得必须要请出R大来详细解释下，以及编译器如何做指令重排序的，坐等R大

[@RednaxelaFX][RednaxelaFX]

[发布于 2018-02-06][2018-02-06]

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[2017-03-27]: https://www.zhihu.com/question/57682334/answer/153888412
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[2017-03-27 1]: https://www.zhihu.com/question/57682334/answer/153908523
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[wxweven 1]: https://www.zhihu.com/people/wxweven
[RednaxelaFX]: https://www.zhihu.com/people/a06cfb38e37dac1658e6457df4d7f032
[2018-02-06]: https://www.zhihu.com/question/57682334/answer/312987346