Java重排序对System.currentTimeMillis()有影响吗？

Question

根据Java内存模型，只要执行是良好形式的，指令可以被重新排序。

因此我想知道，以下代码是否可能产生以下输出结果？

[在同一线程中的代码]

long a = System.currentTimeMillis();
long b = System.currentTimeMillis();
long c = System.currentTimeMillis();

[输出]

a == 10, b == 20, c == 15

如果不可能的话，那么JVM / 实现会采取什么措施来防止这种情况发生？

- Kurtt.Lin

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@ElliottFrisch 你好。这些确切的值被用来说明a、b和c可能不是单调递增的；不一定是10、20和15 :-P - Kurtt.Lin

System.currentTimeMillis() 是一个用户空间的系统调用，执行系统调用的顺序错误应该是任何系统中的一个 bug。 - Peter Lawrey

如果这些方法是相同的，无序执行它们会有什么好处？JIT和CPU并不会随机地无序执行事物，而是在明显可以提高性能的情况下执行。 - Peter Lawrey

我相信这篇关于“concurrency-interest”邮件列表的帖子，以及整个讨论线程都会对这里的人有兴趣。 - Marko Topolnik

@BenjaminGruenbaum 精度并不重要，因为总有一个时刻，一毫秒变成另外一毫秒。 - Peter Lawrey

Answer 1

请查看这个问题JAVA中的指令重排和发生前关系。我认为，除非你在另一个线程中执行代码，否则任何执行结果都将与代码顺序一致。在这种情况下，即使您的字段对另一个线程可见，由于不可能按顺序处理它，因此应该是正常的。

- Joseph K. Strauss

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Joseph，感谢您的快速回答。然而，我倾向于认为这3个指令可能会被无序执行，因为调用方法不是Java内存模型定义的操作，因此这3个指令之间不存在happens-before关系。如果在同一线程中int a=1+1，int b=2+2可以重新排序并执行为int b=2+2，int a=1+1，那么System.currentTimeMillis()有什么特殊之处使它们必须按顺序执行呢？ - Kurtt.Lin

实际上，“currentTimeMillis”要么被视为“外部调用，所以我不知道它的作用，并且我不会重新排序它”。否则，假设重新排序者知道它的工作原理，如果这个方法纯粹是用Java实现的，那么它将需要读取一些易失性变量（系统时钟）。无论哪种情况，它都不应该被重新排序。 - Sebi

@Sebi，我喜欢你的推断；有任何参考可以证明吗？ - Kurtt.Lin

@Kurtt.Lin，我刚刚检查了一下，这个方法被定义为：public static native long currentTimeMillis();（JDK6 b33中）。所以我猜它不会被重新排序，因为它是“native”方法。（这只是我的猜测，但我想不出一种确定本地方法是否可以被重新排序的方式） - Sebi

无论与 currentTimeMillis() 调用相关的操作是否可以被重新排序，都不重要，因为 currentTimeMillis() 的结果本身就不能保证单调递增。例如，在两次调用之间可能会进行闰秒校正或 NTP 更新。 - Holger

Answer 2

由于是用户系统调用，编译器不应在同一线程中重新排序它们。如果这不是真的，我们甚至可能会在System.out.println（独立值）中体验到重新排序效果。 我猜访问系统/操作系统时钟会在这些操作之间创建某种关系（始终针对当前线程），因此理论上存在某种依赖关系。可能，JVM考虑了这个问题，从不重新排序用户系统调用。

- Kostas Kryptos

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谁说currentTimeMillis是系统调用？那只是实现细节。 - usr

这是一个实现细节，但实际上当前的实现是否使用了系统资源？如果是的话，JVM 可能会对其进行审查并避免重新排序。如果默认实现不包括系统调用，则情况可能会有所不同。 - Kostas Kryptos

你是说 native 方法调用不能被重新排序吗？ - Sotirios Delimanolis

不，我的意思是如果重新排序包含至少一个外部调用的调用，那么它可能会出现错误。希望JVM可以决定重新排序它完全控制的调用。但如果存在依赖于系统资源而它无法控制的情况，它怎么知道是否可以提高性能呢？ - Kostas Kryptos