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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?

GitHub 17k Star 的Java工程师成神之路,不来了解一下吗!

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

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据说这位读者前面的很多问题会的都还可以,属于那种可过可不过的类型的,面试官出了最后一道题,就是回答的满意就可以给Offer,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?

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

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,这道题的正确回答姿势是怎样的呢?

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

不管三七二十一,上来先舔一波,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,在硬件层面做了很多优化,如处理器优化和指令重排等,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,也知道是什么原因导致的有序性问题

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

表明你知道啥是指令重排,也知道他的实现原理

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

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

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

装X项,不留痕迹的展示自己对锁了解的比较多

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

介绍synchronized的原理,这是本题的第二个关键点,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,被synchronized修饰的代码是单线程执行的。所以呢,这就满足了as-if-serial语义的一个关键前提,那就是单线程,因为有as-if-serial语义保证,单线程的有序性就天然存在了。

最后总结一下问题,给面试官致命一击!Offer到手!~

(全文完)

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评论 2

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  1. #1

    可以。感觉说的很清晰。有些问题自己知道答案,但是让我这么清晰的表达出来,有点难。哈哈

    wutonger9个月前 (03-11)回复
  2. #2

    你指的是synchronized内部由于是单线程,满足as-if-serial语义,所以即使没有禁止synchronized内部的指令重排也满足有序性吧?但是我看有的说进入synchronized后会添加Load屏障,其本身满足Acquire语义,离开synchronized后会加Store屏障,其有Release语义,Acquire和Release可以满足synchronized内部代码和外部代码不被指令重排,不知道说的对不对,请大神指点

    老猫8个月前 (03-18)回复

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