一道大题决定去留：为什么synchronized无法禁止指令重排，却能保证有序性？

△Hollis, 一个对Coding有着独特追求的人△

这是Hollis的第 253篇原创分享

作者 l Hollis

来源 l Java之道&＃xff08;ID&＃xff1a;javaways&＃xff09;

前几天有一位读者找我问一个问题&＃xff0c;说是这道题可能影响了他接下来3年的技术成长。

据说这位读者前面的很多问题会的都还可以&＃xff0c;属于那种可过可不过的类型的&＃xff0c;面试官出了最后一道题&＃xff0c;就是回答的满意就可以给Offer&＃xff0c;回答的不好就不让过的意思。

那么这道题到底应该如何回答呢&＃xff1f;

首先我们要分析下这道题&＃xff0c;不得不说这个面试官还是有一定的水平的&＃xff0c;这简单的一个问题&＃xff0c;其实里面还是包含了很多信息的&＃xff0c;要想回答好这个问题&＃xff0c;面试者至少要知道一下概念&＃xff1a;

Java内存模型、并发编程有序性问题、指令重排、synchronized锁、可重入锁、排它锁、as-if-serial语义、单线程&多线程

所以&＃xff0c;这道题的正确回答姿势是怎样的呢&＃xff1f;

标准答案如下&＃xff1a;

这是个好问题&＃xff0c;这个问题我曾经也思考过&＃xff0c;也查阅过很多资料&＃xff0c;甚至还去看过hotsopt的源码。

不管三七二十一&＃xff0c;上来先舔一波&＃xff0c;然后表示下自己求知好学的态度。

为了进一步提升计算机各方面能力&＃xff0c;在硬件层面做了很多优化&＃xff0c;如处理器优化和指令重排等&＃xff0c;但是这些技术的引入就会导致有序性问题。

先告诉面试官你知道什么是有序性问题&＃xff0c;也知道是什么原因导致的有序性问题

我们也知道&＃xff0c;最好的解决有序性问题的办法&＃xff0c;就是禁止处理器优化和指令重排&＃xff0c;就像volatile中使用内存屏障一样。

表明你知道啥是指令重排&＃xff0c;也知道他的实现原理

但是&＃xff0c;虽然很多硬件都会为了优化做一些重排&＃xff0c;但是在Java中&＃xff0c;不管怎么排序&＃xff0c;都不能影响单线程程序的执行结果。这就是as-if-serial语义&＃xff0c;所有硬件优化的前提都是必须遵守as-if-serial语义。

重点&＃xff01;解释下什么是as-if-serial语义&＃xff0c;因为这是这道题的第一个关键词&＃xff0c;答上来就对了一半了

再说下synchronized&＃xff0c;他是Java提供的锁&＃xff0c;可以通过他对Java中的对象加锁&＃xff0c;并且他是一种排他的、可重入的锁。

装X项&＃xff0c;不留痕迹的展示自己对锁了解的比较多

所以&＃xff0c;当某个线程执行到一段被synchronized修饰的代码之前&＃xff0c;会先进行加锁&＃xff0c;执行完之后再进行解锁。在加锁之后&＃xff0c;解锁之前&＃xff0c;其他线程是无法再次获得锁的&＃xff0c;只有这条加锁线程可以重复获得该锁。

介绍synchronized的原理&＃xff0c;这是本题的第二个关键点&＃xff0c;到这里基本就可以拿满分了。

synchronized通过排他锁的方式就保证了同一时间内&＃xff0c;被synchronized修饰的代码是单线程执行的。所以呢&＃xff0c;这就满足了as-if-serial语义的一个关键前提&＃xff0c;那就是单线程&＃xff0c;因为有as-if-serial语义保证&＃xff0c;单线程的有序性就天然存在了。

最后总结一下问题&＃xff0c;给面试官致命一击&＃xff01;Offer到手&＃xff01;~

关于作者&＃xff1a;Hollis&＃xff0c;一个对Coding有着独特追求的人&＃xff0c;现任阿里巴巴技术专家&＃xff0c;个人技术博主&＃xff0c;技术文章全网阅读量数千万&＃xff0c;《程序员的三门课》联合作者。

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