指令的基本概念
指令是指示計算機執行某種操作的命令，如：數據傳送指令、算術運算指令、位運算指令、程序流程控制指令、串操作指令、處理器控制指令。指令不同於我們所寫的代碼，一行代碼按照操作的邏輯可以分成多條指令。
舉個例子：int a = 1； 這段代碼大致可以分為兩條指令：1.加載常量1；2.將常量1賦值給變量a。
指令重排序
Java語言規范JVM線程內部維持順序花語義，即只要程序的最終結果與它順序化情況的結果相等，那么指令的執行順序可以與代碼邏輯順序不一致，這個過程就叫做指令的重排序。
指令重排序的意義：使指令更加符合CPU的執行特性，最大限度的發揮機器的性能，提高程序的執行效率。
源代碼到最終執行的指令序列示意圖
指令重排序主要分為三種：
1.編譯器重排序：JVM中進行完成的
2.指令級並行重排序
3.處理器重排序：CPU中進行完成的
As-If-Serial語義
as-if-serial語義的意思是：不管怎么進行指令重排序，單線程內程序的執行結果不能被改變。編譯器，處理器進行指令重排序都必須要遵守as-if-serial語義規則。
為了遵守as-if-serial語義，編譯器和處理器對存在依賴關系的操作，都不會對其進行重排序，因為這樣的重排序很可能會改變執行的結果，但是對不存在依賴關系的操作，就有可能進行重排序。
Happens-Before原則
happens-before可以理解為“先於”，是用來指定兩個操作之間的執行順序，由於這個兩個操作可以在一個線程之內，也可以在不同線程之間。因此，JMM可以通過happens-before關系來保證跨線程的內存可見性（如果A線程是對變量進行寫操作，而B線程是對變量進行讀操作，那么如果A線程是先於B線程的操作，那么A線程寫操作之后的數據對B線程也是可見的）
具體的定義：
1.如果一個操作“先於”另一個操作，那么第一操作的執行結果將對第二個操作可見，而且第一個操作的執行順序排在第二個操作之前；
2.兩個操作是happens-before的關系，也並不意味着JVM會按照這個關系去順序執行，因為會存在重排序的可能，但是進行了重排序的執行結果，與此happens-before的關系順序執行的結果一致的話，那就說明這個重排序是合法的（也就是JVM允許這樣的重排序）。
具體規則：
1.程序順序規則：在一個線程內必須保證語義串行性，也就是按照代碼順序執行；
2.監視器（管程）鎖規則：無論是單線程還是對線程環境，對於同一個鎖來說，解鎖操作必須是先於后一個加鎖操作之前（如果A線程進行了加鎖，還未進行解鎖，那么B線程是不可能進行加鎖操作的，只有等到A線程進行解鎖操作之后，才能再進行加鎖操作），而且前者線程解鎖之后，對數據的操作對於后者加鎖的線程是可見的；
3.volatile規則：volatile變量的寫先於變量的讀，保證了volatile變量的可見性，簡而言之，volatile變量每次別線程訪問時，都強迫從主內存中讀該變量的值，而當變量的值被修改時，又會強迫將最新的值從工作內存刷回主內存中，任何時刻，不同線程總是能獲取到該變量的最新值；
4.線程啟動規則：線程的start方法先於此線程run方法中的所有操作（線程一定是執行start方法之后，才會執行真正的run方法邏輯），如果A線程在執行過程中，執行B線程的start方法，那么在A線程執行過程中到B線程start這一段區域中對共享變量的修改，對線程B是可見的；
5.線程終止規則：線程run方法中的執行操作一定是先於此線程的join方法的，如果B線程修改了共享變量的值，那么在B線程執行join方法之后，主線程一定對此共享變量是可見的；
6.線程中斷規則：對線程 interrupt()方法的調用先行發生於被中斷線程的代碼檢測到中斷事件的發生，可以通過Thread.interrupted()方法檢測線程是否中斷；
7.傳遞性：A先於B，B先於C，那么一定可以知道A先於C；
8.對象終結規則：一個對象的初始化完成（構造函數執行完成）一定先於finalize方法（對象被回收時會調用，即垃圾回收時）之前執行，也就是現有對象才能進行對象回收操作。
As-if-Serial 和 Happens-Before原則
1. as-if-serial語義保證單線程內程序的執行結果不被改變，happens-before關系保證正確同步的多線程程序的執行結果不被改變；
2.as-if-serial語義給編寫單線程程序的程序員創造了一個幻境：單線程程序是按程序的順序來執行的。happens-before關系給編寫正確同步的多線程程序的程序員創造了一個幻境：正確同步的多線程程序是按happens-before指定的順序來執行的；
3.as-if-serial語義和happens-before這么做的目的，都是為了在不改變程序執行結果的前提下，盡可能地提高程序執行的並行度。
符合Happens-before規則的多線程程序才是正確的邏輯，符合As-if-serial語義的單線程程序才是正確的邏輯，這也是保證了程序員對代碼編寫的邏輯合理性。