CPU 乱序执行代码，是 CPU 硬件级别的机制吗？

[LeeReamond]

如题，java 学习过程中的问题。

CPU 乱序执行，是那个级别的优化，CPU 硬件级，还是操作系统如此设计，还是 java 虚拟机如此设计？

如果是 cpu 硬件级别的话，那说明不论什么代码丢进去，cpu 有自动优化执行的能力？

[Artbox]

1.
CPU 乱序执行 [指令] ，是 CPU 硬件级别的机制吗？
是。
乱序执行 [代码] ，是 CPU 硬件级别的机制吗？
否，由编译器（ Java 虚拟机），CPU，共同完成。
2.
编译器 /虚拟机的贡献：
代码产生指令的过程，诸如拆循环，块优化之等因素的影响代码顺序。
得到的指令序列未必能一一对应原代码段落。
CPU 的贡献：
指令序列被 CPU 执行的过程，诸如多发射，乱序执行等因素影响指令的顺序。
CPU 只保证最终提交的执行结果安全即可，取指序列&&提交序列未必能一一对应指令序列。

[crackhopper]

有内存栅栏，可以做指令执行的同步。不过一般也不用关心乱序的问题。如果到这种级别的关心，编译器各种功能开关，手动拆循环，CPU 扩展指令这些都需要深入研究，还挺复杂的。一般我感觉加速方面，工程上从缓存命中，以及 SIMD 上入手能有不少的优化；算法上，能做的更多一点。

[XuanFei990]

硬件可以实现
以前看过一些 CPU 芯片的 datasheet，开发手册之类的，有这类的介绍，

[Brentwans]

CPU 自己控制取指令，当然可以优化了。CPU 不会乱序执行，这个是编译器做的事情。CPU 通常是顺序执行，但是流水线的存在，有指令多发和分支预测等手段来充分利用 CPU 各个部件。

[gyf304]

@yolee599 不是的

[sariya]

是硬件级的。CPU 有能力对指令进行并行执行来提高效率（流水线）。但是这个能力的真实效果受实际执行指令排列的不同而不同，所以编译器在编译时就会对尽可能其进行优化，以便 CPU 发挥出它的实力

[newmlp]

编译器以及 CPU 都可能会对指令进行重排

[VYSE]

了解下 Intel CPU 之前 Spectre Meltdown 漏洞原理, 能比较好理解这个机制

[narutow]

编译器和 CPU 都会对没有依赖的指令进行分析后决定是否重排。
1. 当编译器的优化（指令重排，缓存变量）可能会对程序的正确性产生影响时，使用 volatile 阻止优化。
2. 当 CPU 乱序执行无依赖的微指令可能会对程序的正确性产生影响时，使用 barrier 阻止乱序执行。