多volatile字段为何能纳入同步顺序？基于JCStress测试的疑问

你的疑惑点在于：既然volatile写允许后续指令重排到写之前，那线程的x=1; r1=y;会不会被重排成r1=y; x=1;，两个线程都这么做就会出现r1=0、r2=0的结果？但实际这个结果被Java内存模型（JMM）禁止，核心原因是volatile操作的同步顺序（synchronization order）有两个硬约束：

• 所有volatile的读写操作构成一个全序关系：所有线程的volatile操作都能被排成一个单一的线性顺序，每个操作在这个顺序里有明确的先后位置。
• 这个全序必须符合线程内的程序顺序：对于单个线程来说，它的volatile操作在同步顺序中的先后顺序，必须和代码编写顺序一致。比如线程1先写x再读y，那在同步顺序里，写x必须排在读y的前面，绝对不能反过来。

现在我们假设存在"0,0"的结果，也就是r1=0且r2=0，这意味着：

1. 线程1读y时看到初始值0——说明在同步顺序中，线程1的读y操作排在线程2写y操作的前面。
2. 线程2读x时看到初始值0——说明在同步顺序中，线程2的读x操作排在线程1写x操作的前面。

但结合程序顺序约束：

• 线程1的写x必须排在它的读y前面；
• 线程2的写y必须排在它的读x前面。

把这些顺序连起来会形成矛盾的循环：线程1写x → 线程1读y → 线程2写y → 线程2读x → 线程1写x——这显然违反了全序的线性要求（不可能存在循环）。所以这种情况在JMM中是不可能发生的。

再回到你提到的《Java Concurrency in Practice》里的happens-before规则：它描述的是volatile读写带来的跨线程可见性，但并没有覆盖同步顺序的全序约束。同步顺序的程序一致性要求，直接禁止了"先读后写"这种违反线程内程序顺序的重排——因为这种重排会导致线程的volatile操作在同步顺序中颠倒，破坏全序的合理性。

简单来说：JMM不仅要求volatile读写的可见性，还通过同步顺序的全序+程序顺序一致性，确保了两个线程的volatile写操作，至少有一个会被另一个线程的读操作看到，从而杜绝了"0,0"的结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Piotr Michalczyk