指令重排序有哪些类型?解释一下过程?
指令重排序主要分为以下三种类型:
- 编译器优化的重排序:编译器在不改变单线程程序语义的前提下,可以重新安排语句的执行顺序。
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指令级并行的重排序:现代多核处理器采用了指令级并行技术(Instruction-Level Parallelism,简称ILP)来提升性能,处理器会对输入的指令进行动态重排序,然后把多条指令并行(或者说同时)输出执行。
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内存系统的重排序:由于处理器使用缓存和读/写缓冲区,这使得加载和存储操作看上去可能是在乱序执行。
指令重排序的过程大致如下:
- 首先,源代码在编译的过程中,编译器可能会进行优化,改变程序中语句的执行顺序。
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然后,编译后的代码在执行的过程中,如果处理器采用了指令级并行技术,那么处理器可能会对指令进行动态重排序,同时执行多条指令。
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最后,由于处理器使用了缓存和读/写缓冲区,实际的内存读/写操作的顺序可能会与原始的程序顺序不同。
需要注意的是,虽然指令重排序可以提高处理器的执行效率,但在多线程环境下,如果没有适当的同步措施,可能会导致程序行为的不确定性。因此,Java内存模型规定了一些“happens-before”规则,用来约束指令的重排序,以保证多线程环境下的程序正确性。