《Java并发编程的艺术》 —3.2.2 as-if-serial语义
【摘要】 本节书摘来自华章计算机《Java并发编程的艺术》一书中第3章,第3.2.2节,作者是方腾飞 魏鹏 程晓明。
3.2.2 as-if-serial语义
as-if-serial语义的意思是:不管怎么重排序(编译器和处理器为了提高并行度),(单线程)程序的执行结果不能被改变。编译器、runtime和处理器都必须遵守as-if-serial语义。
为了遵守as-if-serial语义,编译器和处理器不会对存在数据依赖关系的操作做重排序,因为这种重排序会改变执行结果。但是,如果操作之间不存在数据依赖关系,这些操作就可能被编译器和处理器重排序。为了具体说明,请看下面计算圆面积的代码示例。
double pi = 3.14; // A
double r = 1.0; // B
double area = pi * r * r; // C
上面3个操作的数据依赖关系如图3-6所示。
如图3-6所示,A和C之间存在数据依赖关系,同时B和C之间也存在数据依赖关系。因此在最终执行的指令序列中,C不能被重排序到A和B的前面(C排到A和B的前面,程序的结果将会被改变)。但A和B之间没有数据依赖关系,编译器和处理器可以重排序A和B之间的执行顺序。图3-7是该程序的两种执行顺序。
图3-7 程序的两种执行顺序
as-if-serial语义把单线程程序保护了起来,遵守as-if-serial语义的编译器、runtime和处理器共同为编写单线程程序的程序员创建了一个幻觉:单线程程序是按程序的顺序来执行的。as-if-serial语义使单线程程序员无需担心重排序会干扰他们,也无需担心内存可见性问题。
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