java高并发核心要点|系列4|CPU内存指令重排序(Memory Reordering)

今天，我们来学习另一个重要的概念。

CPU内存指令重排序(Memory Reordering)

什么叫重排序？

重排序的背景

我们知道现代CPU的主频越来越高，与cache的交互次数也越来越多。当CPU的计算速度远远超过访问cache时，会产生cache wait，过多的cache wait就会造成性能瓶颈。
针对这种情况，多数架构（包括X86）采用了一种将cache分片的解决方案，即将一块cache划分成互不关联地多个 slots (逻辑存储单元，又名 Memory Bank 或 Cache Bank)，CPU可以自行选择在多个 idle bank 中进行存取。这种 SMP 的设计，显著提高了CPU的并行处理能力，也回避了cache访问瓶颈。

简单来说，现在CPU为了追求高性能，做了一些优化，这个优化就是重排序。

通过对指令重排，CPU可以获得更快地响应速度，但也给编写并发程序的程序员带来了诸多挑战。

重排序会引起多线程的可见性问题。

比如线程A和线程B看到的共享区数据会不一致。

那如何来解决这个问题呢？

答案是：内存屏障。

什么是内存屏障？

简单来说，就是一条指令，这条指令指示不要对这些代码或代码块进行重排序。

java世界中用关键字：volatile，来指定这个变量使用内存屏障，来保证穿上变量不会被重排序，从来达到解决数据的可见性问题。

事实上，java一般用volatile和CAS锁来实现线程间的数据同步，达到高性能，高并发。

那么，用了volatile和CAS锁，是否就高枕无忧了呢？

否！

这里还有一个坑，那就是：伪共享问题。

请听下节分解。