synchronized 关键字是否会阻止 Java 中的重新排序？

Question

假设我在 Java 中有以下代码

a = 5;
synchronized(lock){
    b = 5;
}
c = 5;

同步是否会阻止重新排序？ a、b 和 c 之间没有依赖关系。会先分配给 a，然后再分配给 b，然后再分配给 c？如果我没有同步，语句可以以 JVM 选择的任何方式重新排序吗？

Answer 1

将分配锁定到b 至少会在分配之前引入一个获取围栏，在分配之后引入一个释放围栏。

这可以防止将获取栅栏之后的指令移动到栅栏上方，以及将释放栅栏之前的指令移动到栅栏下方。

使用 ↓↑ 符号：

a = 5;
↓ 
b = 5;
↑
c = 5;

↓ 防止指令在其上方移动。 ↑ 防止指令被移到它下面。

Answer 2

同步是否会阻止重新排序？

它可以防止一些重新排序。您仍然可以在同步块之外和同步块内进行重新排序，但不能从同步块内部到同步块外部。

a、b 和 c 之间没有依赖关系。

这没什么区别。

会先赋值给 a 然后再赋值给 b 然后再赋值给 c 吗？

是的。但正如已经指出的，这并不能保证所有的 JVM。 （见下文）

如果我没有同步，语句可以以 JVM 选择的任何方式重新排序吗？

是的，由 JVM 和/或 CPU 指令优化器和/或 CPU 缓存，但鉴于没有明显的理由怀疑更改 a = 5; 的顺序，这不太可能； b = 5;将提高性能。

您可以看到缓存可见性的变化。即读取这些值的另一个线程可以看到 b = 5;在 a = 5 之前；例如它们位于不同的缓存行上，如果它没有同步的话。

Answer 3

同步是否会阻止重新排序？

部分，见下文。

会先分配给 a 然后再分配给 b 然后再分配给 c 吗？

否。 正如 dcastro 指出的那样，动作可以移动到同步块中。因此编译器将被允许生成代码，对应于以下语句：

synchronized (lock){
    a = 5;
    b = 5;
    c = 5;
}

并且编译器还可以在同步块中重新排序语句，它们彼此之间没有依赖关系。所以编译器也可以生成对应以下语句的代码：

synchronized (lock){
    c = 5;
    b = 5;
    a = 5;
}

如果我没有同步，语句可以以 JVM 选择的任何方式重新排序吗？

嗯，我认为这是一个错误的问题，也是思考Java 内存模型的错误方式。 Java 内存模型不是根据重新排序定义的。实际上，这比大多数人想象的要容易得多。基本上，只有一条重要规则，您可以在 Java 语言规范的 §17.4.5 中找到：

当且仅当所有顺序一致的执行都没有数据竞争时，程序才正确同步。如果一个程序正确同步，那么该程序的所有执行将看起来是顺序一致的。

换句话说：如果您完全忽略重新排序，并且对于程序的所有可能执行，两个线程无法访问相同的内存位置，这既不是易失性 也不是atomic，并且至少有一个action是写操作，那么所有的执行都会出现，就好像没有reorderings一样。

简而言之：避免数据竞争，您将永远不会观察到重新排序。