volatile详解（二）（重排序）

volatile保证线程安全可见性——volatile详解（一）

禁止重排序、防止代码重排序是volatile关键字的作用之一

什么是指令重排序

public void set() {
    int a=1;
    int b=2;
}

CPU为了提供程序执行效率，会对指令执行顺序进行重排，以上代码，b赋值可能先于a赋值执行。
但以下代码不会涉及指令重排，因为b赋值依赖于a。

public void set() {
    int a=1;
    int b=a;
}

指令重排序所带来的问题

对于单线程来说，指令重排会提高CPU执行效率，基本上没有任何问题，但对于多线程，重排会导致指令执行的不确定性。

举个例子，下面是经典的懒汉单例模式

public class Singleton {
    public static Singleton singleton;
 
    private Singleton() {};
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (singleton.class) {
                if (singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

分析：
先要了解对象的构造过程，实例化一个对象其实可以分为三个步骤：

• 分配内存空间。
• 初始化对象。
• 将内存空间的地址赋值给对应的引用

但是由于操作系统可以对指令进行重排序，所以上面的过程也可能会变成如下过程：

• 分配内存空间。
• 将内存空间的地址赋值给对应的引用。
• 初始化对象

如果是这个流程，多线程环境下就可能将一个未初始化的对象引用暴露出来，从而导致不可预料的结果。因此，为了防止这个过程的重排序，我们需要将变量设置为volatile类型的变量。