JAVA防止指令重排底层实现

有序性保证：

1.cpu硬件层级实现

• X86 CPU内存屏障：（三个原语）
  sfence：在sfence指令前的写操作必须在sfence指令后的写操作前完成
  lfence：在lfence指令前的读操作必须在lfence指令后的读操作前完成
  mfence：在mfence指令前的读写操作必须在mfence指令后的读写操作前完成

• intel lock 汇编指令
  原子指令，如x86上的 lock... 指令是一个Full Barrier，执行时会锁住内存子系统来确保执行顺序，甚至跨越多个CPU。Software locks 通常使用了内存屏障或原子指令来实现变量的可见性和保持程序顺序。

2.JVM层级实现

• JSR内存屏障
  LoadLoad屏障:
  对于这样的语句Loadi; LoadLoad;Load2，在Load2及后续读取操作要读取的数据被访问前，保证Load1要读取的数据被读取完毕。
  StoreStore屏障:
  对于这样的语句5tore1;StoreStore; Store2，在Storez及后续写入操作执行前，保证Store的写入操作对其它处理器可见。
  LoadStore屏障:
  对于这样的语句Load; LoadStore;Store2，在Storez及后续写入操作被刷出前，保证Load要读取的数据被读取完毕。
  StoreLoad屏障:
  对于这样的语句Store1;StoreLoad;Load2，在Loadz及后续所有读取操作执行前，保证Store1的写入对所有处理器可见。

3.volatile的实现细节

CPU层级实现
volatile的底层是通过lock前缀（lock addl）指令、内存屏障来实现的。
sychronized的底层通过lock compare and exchange 实现

JVM层面写操作实现
StoreStoreBarrier
volatile 写操作
StoreLoadBarrier
JVM层面写操作实现
LoadLoadBarrier
volatile 读操作
LoadStoreBarrier

4.happens before原则

1. 程序次序规则:一个线程内,按照代码书写顺序,书写在前面的操作先发生于书写在后面的操作.
2. 锁定规则:一个UNLOCK操作先行发生于后面对同一个锁的UNlock操作.
3. volatile变量规则:对volatile 修饰的变量的写操作 先行发生于后面对这个变量的读操作;
4. 传递规则:如果操作A先行发生于操作B，而操作B又先行发生于操作C，则可以得出操作A先行发生于操作C；
5. 线程启动规则Thread对象的start()方法先行发生于此线程的每个一个动作
6. 线程中断规则：对线程interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生
7. 线程终结规则：线程中所有的操作都先行发生于线程的终止检测，我们可以通过Thread.join()方法结束、Thread.isAlive()的返回值手段检测到线程已经终止执行；
8.对象终结规则：一个对象的初始化完成先行发生于他的finalize()方法的开始；

5.as if serial

不管如何重排序，单线程指定结果不会改变