什么是重排序
假設我們寫了一個 Java 程序，包含一系列的語句，我們會默認期望這些語句的實際運行順序和寫的代碼順序一致。
但實際上，編譯器、JVM 或者 CPU 都有可能出於優化等目的，對於實際指令執行的順序進行調整，這就是重排序。
重排序的好處：提高處理速度
圖中左側是 3 行 Java 代碼，右側是這 3 行代碼可能被轉化成的指令。可以看出 a = 100 對應的是 Load a、Set to 100、Store a，意味着從主存中讀取 a 的值，然后把值設置為 100，並存儲回去，同理， b = 5 對應的是下面三行 Load b、Set to 5、Store b，最后的 a = a + 10，對應的是 Load a、Set to 110、Store a。如果你仔細觀察，會發現這里有兩次“Load a”和兩次“Store a”，說明存在一定的重排序的優化空間。
經過重排序之后，情況如下圖所示：
重排序后， a 的兩次操作被放到一起，指令執行情況變為 Load a、Set to 100、Set to 110、 Store a。下面和 b 相關的指令不變，仍對應 Load b、 Set to 5、Store b。
可以看出，重排序后 a 的相關指令發生了變化，節省了一次 Load a 和一次 Store a。重排序通過減少執行指令，從而提高整體的運行速度，這就是重排序帶來的優化和好處。
重排序的 3 種情況
下面我們來看一下重排序的 3 種情況。
（1）編譯器優化
編譯器（包括 JVM、JIT 編譯器等）出於優化的目的，例如當前有了數據 a，把對 a 的操作放到一起效率會更高，避免讀取 b 后又返回來重新讀取 a 的時間開銷，此時在編譯的過程中會進行一定程度的重排。不過重排序並不意味着可以任意排序，它需要需要保證重排序后，不改變單線程內的語義，否則如果能任意排序的話，程序早就邏輯混亂了。
（2）CPU 重排序
CPU 同樣會有優化行為，這里的優化和編譯器優化類似，都是通過亂序執行的技術來提高整體的執行效率。所以即使之前編譯器不發生重排，CPU 也可能進行重排，我們在開發中，一定要考慮到重排序帶來的后果。
（3） 內存的“重排序”
內存系統內不存在真正的重排序，但是內存會帶來看上去和重排序一樣的效果，所以這里的“重排序”打了雙引號。由於內存有緩存的存在，在 JMM 里表現為主存和本地內存，而主存和本地內存的內容可能不一致，所以這也會導致程序表現出亂序的行為。
舉個例子，線程 1 修改了 a 的值，但是修改后沒有來得及把新結果寫回主存或者線程 2 沒來得及讀到最新的值，所以線程 2 看不到剛才線程 1 對 a 的修改，此時線程 2 看到的 a 還是等於初始值。但是線程 2 卻可能看到線程 1 修改 a 之后的代碼執行效果，表面上看起來像是發生了重順序。