编译器重排序
- 编译源代码时，编译器依据对上下文的分析，对指令进行重排序，使之更适合cpu运行
数字列表项目编译期重排序的典型就是通过调整指令顺序，在不改变程序语义的前提下，尽可能减少寄存器的读取、存储次数，充分复用寄存器的存储值。假设第一条指令计算一个值赋给变量A并存放在寄存器中，第二条指令与A无关但需要占用寄存器（假设它将占用A所在的那个寄存器），第三条指令使用A的值且与第二条指令无关。那么如果按照顺序一致性模型，A在第一条指令执行过后被放入寄存器，在第二条指令执行时A不再存在，第三条指令执行时A重新被读入寄存器，而这个过程中，A的值没有发生变化。通常编译器都会交换第二和第三条指令的位置，这样第一条指令结束时A存在于寄存器中，接下来可以直接从寄存器中读取A的值，降低了重复读取的开销。
cpu重排序
- 现代处理器采用了指令级并行技术（Instruction-Level Parallelism，ILP）来将多条指令重叠执行。如果不存在数据依赖性，处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序。相比于先执行却未命中cpu缓存的指令，后执行的但命中cpu缓存的指令可能更先执行完
内存可见性
- 由于每个cpu核心都有自己的读/写缓冲区（Load,Store buffer），和cache(L1,L2等独立cache)。当一个cpu对某个变量修改时，最新的值只是放在了读/写缓冲区或者cache（并没有写回内存），并根据MESI协议（cpu缓存一致性协议）将其他cpu中该变量设置为失效。当其他cpu要访问这个变量时发现自己的cache已经失效并重新从内存中读取数据（仍然不是最新的数据）。
- 该问题其实就是内存可见性引起的，某个时刻修改的变量值没有及时写会主内存，导致其他线程不可见
- 所以需要一种协议能及时将最新值刷新到内存中。也就是“内存屏障”。 java 中的volatile 就可以认为具有内存屏障的作用。
内存屏障的作用
内存屏障的作用就是告诉编译器2件事
- 有屏障的地方加上一个lock 汇编指令，将之前修改且存在于缓存中的数据全部刷新到内存
- 这个过程中也让其他cpu的缓存失效了
- 屏障后面访问变量的时候，不要适用寄存器中的值，要重新从内存中读取最新值
例子
int a=0; a++; a++; volatile int b=0; b++; b++
变量a流程是
- core0 从内存读取a=0,放入寄存器中
- 对寄存器中的值+1
- 写回缓存（并同时将其他cpu的缓存设置成失效）
- core1 发现缓存失效从内存中从新读取，不能读到最新值
- 对寄存器中的值+1
- 直接使用寄存器中的值，多线程下不能读到最新值
- 写回缓存（并同时将其他cpu的缓存设置成失效）
- core1 发现缓存失效从内存中从新读取，不能读到最新值
变量b流程是
- core0 从内存读取b=0,放入寄存器中
- 对寄存器中的值+1
- 写回内存（并同时将其他cpu的缓存设置成失效）
- core1 发现缓存失效从内存中从新读取，能读到最新值
- core0 从内存读取b=1,放入寄存器中
- 直接从内存中重新读取，多线程下也能读到最新值
- 对寄存器中的值+1
- 写回内存（并同时将其他cpu的缓存设置成失效）
- core1 发现缓存失效从内存中从新读取，能读到最新值