指令的基本概念
指令是指示计算机执行某种操作的命令，如：数据传送指令、算术运算指令、位运算指令、程序流程控制指令、串操作指令、处理器控制指令。指令不同于我们所写的代码，一行代码按照操作的逻辑可以分成多条指令。
举个例子：int a = 1； 这段代码大致可以分为两条指令：1.加载常量1；2.将常量1赋值给变量a。
指令重排序
Java语言规范JVM线程内部维持顺序花语义，即只要程序的最终结果与它顺序化情况的结果相等，那么指令的执行顺序可以与代码逻辑顺序不一致，这个过程就叫做指令的重排序。
指令重排序的意义：使指令更加符合CPU的执行特性，最大限度的发挥机器的性能，提高程序的执行效率。
源代码到最终执行的指令序列示意图
指令重排序主要分为三种：
1.编译器重排序：JVM中进行完成的
2.指令级并行重排序
3.处理器重排序：CPU中进行完成的
As-If-Serial语义
as-if-serial语义的意思是：不管怎么进行指令重排序，单线程内程序的执行结果不能被改变。编译器，处理器进行指令重排序都必须要遵守as-if-serial语义规则。
为了遵守as-if-serial语义，编译器和处理器对存在依赖关系的操作，都不会对其进行重排序，因为这样的重排序很可能会改变执行的结果，但是对不存在依赖关系的操作，就有可能进行重排序。
Happens-Before原则
happens-before可以理解为“先于”，是用来指定两个操作之间的执行顺序，由于这个两个操作可以在一个线程之内，也可以在不同线程之间。因此，JMM可以通过happens-before关系来保证跨线程的内存可见性（如果A线程是对变量进行写操作，而B线程是对变量进行读操作，那么如果A线程是先于B线程的操作，那么A线程写操作之后的数据对B线程也是可见的）
具体的定义：
1.如果一个操作“先于”另一个操作，那么第一操作的执行结果将对第二个操作可见，而且第一个操作的执行顺序排在第二个操作之前；
2.两个操作是happens-before的关系，也并不意味着JVM会按照这个关系去顺序执行，因为会存在重排序的可能，但是进行了重排序的执行结果，与此happens-before的关系顺序执行的结果一致的话，那就说明这个重排序是合法的（也就是JVM允许这样的重排序）。
具体规则：
1.程序顺序规则：在一个线程内必须保证语义串行性，也就是按照代码顺序执行；
2.监视器（管程）锁规则：无论是单线程还是对线程环境，对于同一个锁来说，解锁操作必须是先于后一个加锁操作之前（如果A线程进行了加锁，还未进行解锁，那么B线程是不可能进行加锁操作的，只有等到A线程进行解锁操作之后，才能再进行加锁操作），而且前者线程解锁之后，对数据的操作对于后者加锁的线程是可见的；
3.volatile规则：volatile变量的写先于变量的读，保证了volatile变量的可见性，简而言之，volatile变量每次别线程访问时，都强迫从主内存中读该变量的值，而当变量的值被修改时，又会强迫将最新的值从工作内存刷回主内存中，任何时刻，不同线程总是能获取到该变量的最新值；
4.线程启动规则：线程的start方法先于此线程run方法中的所有操作（线程一定是执行start方法之后，才会执行真正的run方法逻辑），如果A线程在执行过程中，执行B线程的start方法，那么在A线程执行过程中到B线程start这一段区域中对共享变量的修改，对线程B是可见的；
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5.线程终止规则：线程run方法中的执行操作一定是先于此线程的join方法的，如果B线程修改了共享变量的值，那么在B线程执行join方法之后，主线程一定对此共享变量是可见的；
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6.线程中断规则：对线程 interrupt()方法的调用先行发生于被中断线程的代码检测到中断事件的发生，可以通过Thread.interrupted()方法检测线程是否中断；
7.传递性：A先于B，B先于C，那么一定可以知道A先于C；
8.对象终结规则：一个对象的初始化完成（构造函数执行完成）一定先于finalize方法（对象被回收时会调用，即垃圾回收时）之前执行，也就是现有对象才能进行对象回收操作。
As-if-Serial 和 Happens-Before原则
1. as-if-serial语义保证单线程内程序的执行结果不被改变，happens-before关系保证正确同步的多线程程序的执行结果不被改变；
2.as-if-serial语义给编写单线程程序的程序员创造了一个幻境：单线程程序是按程序的顺序来执行的。happens-before关系给编写正确同步的多线程程序的程序员创造了一个幻境：正确同步的多线程程序是按happens-before指定的顺序来执行的；
3.as-if-serial语义和happens-before这么做的目的，都是为了在不改变程序执行结果的前提下，尽可能地提高程序执行的并行度。
符合Happens-before规则的多线程程序才是正确的逻辑，符合As-if-serial语义的单线程程序才是正确的逻辑，这也是保证了程序员对代码编写的逻辑合理性。