c++ - 与 C++ 原子内存栅栏同步

Question

我有一个关于使用内存栅栏同步下面代码的问题。

std::atomic<int> a = 0;
std::atomic<int> b = 0;

void increase_b() {
  std::atomic_thread_fence(std::memory_order_release);
  b.store(1, std::memory_ordered_relaxed);
}

bool diff() {
  int val_a = a.load(std::memory_ordered_relaxed);
  int val_b = b.load(std::memory_ordered_relaxed);
  return val_b > val_a;
}

void f1() {
  increase_b();
  std::atomic_thread_fence(std::memory_order_seq_cst);
}

void f2() {
  std::atomic_thread_fence(std::memory_order_seq_cst);
  bool result = diff();
}

int main() {
  std::thread t1(f1);
  std::thread t2(f2);
  t1.join(); t2.join();
}

假设 t1 已经完成了 f1 然后 t2 刚刚开始了 f2，t2 会不会 看到 b 递增了吗？

Answer 1

您的代码过于复杂。 a=0永远不会改变，所以它总是读作 0。你还不如只拥有 atomic<int> b=0;只有一个负载只返回 b.load .

Assume t1 has finished f1 and then t2 just started f2, will t2 see b incremented?

除非您输入 t1.join()，否则您无法检测到时间是这样计算的领先 std::thread t2(f2); build 。这将要求线程 2 中的所有内容都排在线程 1 中的所有内容之后。(我认为即使在 f1 的末尾没有 seq_cst 栅栏，但这也无妨。我认为 thread.join 确保所有内容都在线程在 thread.join 之后可见)

但是，是的，这种排序可能是偶然发生的，当然它会起作用。

在 C++ 术语中甚至不能保证这是一个有意义的条件。

但对于大多数(所有？)实际实现来说，这是可能发生的事情。还有一个 thread_fence(mo_seq_cst)将编译为一个完整的屏障，该屏障会阻塞该线程，直到存储提交(对所有线程全局可见)。因此执行不能离开 f1，直到其他线程的读取可以看到 b 的更新值。 . (C++ 标准根据创建同步关系来定义排序和栅栏，而不是根据编译到刷新存储缓冲区的完整屏障来定义。该标准没有提到存储缓冲区或 StoreLoad 重新排序或任何 CPU 内存 -订购东西。)

给定综合条件，线程实际上是按顺序排列的。就像所有事情都在一个线程中完成一样。

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diff() 中的负载没有订购wrt。彼此因为他们都是mo_relaxed .但是a从未被任何线程修改过，所以唯一的问题是是否 b.load()甚至可以在线程开始之前发生，在 f1 之前商店是可见的。在实际实现中它不能，因为“然后 t2 刚刚开始 f2”的意思。 如果它可以加载旧值，那么你就不能说“然后”，所以这几乎是一个重言式。

thread_fence(seq_cst)在负载并没有真正帮助任何事情之前。我想它会停止 b.load()从使用线程启动机制重新排序。