1、重排序的类别

为了提升性能编译器和CPU常常会对指令重排序。

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编译器优化重排序：编译器在不改变程序执行结果的情况下，为了提升效率，对指令进行乱序的编译。例如在代码中A操作需要获取其他资源而进入等待的状态，而A操作后面的代码跟其没有依赖关系，如果编译器一直等待A操作完成再往下执行的话效率要慢的多，所以可以先编译后面的代码，这样的乱序可以提升不小的编译速度。
指令级并行重排序：处理器在不影响程序执行结果的情况下，将多条指令重叠在一起执行，同样也是为了提升效率。
内存系统重排序：这个跟之前两个不同的是，其为伪重排序，也就是说只是看起来像在乱序执行而已。对于现代的处理器来说，在CPU和主内存之间都具备一个高速缓存，高速缓存的作用主要为减少CPU和主内存的交互（CPU的处理速度要快的多），在CPU进行读操作时，如果缓存没有的话从主内存取，而对于写操作都是先写在缓存中，最后再一次性写入主内存，原因是减少跟主内存交互时CPU的短暂卡顿，从而提升性能，但是延时写入可能会导致一个问题——数据不一致。

2、As-if-Serial规则

编译器和cpu都需要遵守As-if-Serial规则。
As-if-Serial规则是指：无论如何重排序，都必须保证代码在单线程下运行正确

为了遵守As-if-Serial规则，编译器和CPU不会对存在数据依赖关系的操作进行重排序，因为这种重排序会改变执行结果。但是如果指令间不存在数据依赖关系，这些指令可能会被编译器和CPU重排序。

内存屏障又称之为内存栅栏（Memory Fences），是让一个CPU高速缓存的内存状态对其他CPU内核可见的一项技术，也是一项保障跨CPU内核有序执行指令的技术。
作用：

JMM提供了自己的内存屏障指令，要求JVM编译器实现这些指令，禁止特定类型的编译器和CPU重排序。

内存屏障分为写屏障（Store Barrier）、读屏障（Load Barrier）和全屏障（Full Barrier）

读屏障（Load Barrier 在指令前插入Load Barrier，可以让高速缓存中的数据失效，强制从新从主内存加载数据，并且读屏障会告诉CPU和编译器，先于这个屏障的指令必须先执行。
写屏障（Store Barrier）在指令后插入Store Barrier，能让写入缓存中的最新数据更新写入主内存，让其他线程可见，并且写屏障会告诉CPU和编译器，后于这个屏障的指令必须后执行。
全屏障（Full Barrier）全屏障是一种全能型屏障，具备读屏障和写屏障的能力。