c++ - 带锁的指令重排序

Question

编译器会重新排序由 mutex 保护的指令吗？我正在使用一个 boolean 变量来决定一个线程是否更新了某个结构。如果编译器对指令重新排序，则可能会在更新结构的所有字段之前设置 boolean 变量。

struct A{
  int x;
  int y;
  // Many other variables, it is a big struct
}

std::mutex m_;
bool updated;
A* first_thread_copy_;
// a has been allocated memory

m_.lock();
first_thread_copy_->x = 1;
first_thread_copy_->y = 2;
// Other variables of the struct are updated here
updated = true;
m_.unlock();

在另一个线程中，我只是检查结构是否已更新并交换指针。

while (!stop_running){

    if (updated){
        m_.lock();
        updated = false;
        A* tmp = second_thread_copy_; 
        second_thread_copy_ = first_thread_copy_;
        first_thread_copy_ = tmp;
        m.unlock();
     }
....
}

我的目标是让第二个线程尽可能快。如果它发现更新没有发生，它会继续并使用旧值来完成剩下的事情。

避免重新排序的一种解决方案是使用内存屏障，但我试图在mutex block 中避免它。

Answer 1

您可以安全地假设指令在锁定/解锁和锁内指令之间没有重新排序。 updated = true 不会发生在解锁之后或锁定之前。两者都是障碍，并防止重新排序。

您不能假设锁内的更新会在不重新排序的情况下发生。 updated 的更新可能发生在 x 或 y 的更新之前。如果您的所有访问权限也都处于锁定状态，那应该不是问题。

考虑到这一点，请注意，可能重新排序指令的不仅仅是编译器。 CPU 也可能乱序执行指令。