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在C++中用内存屏障防止超薄空气值

memory-model memory-barriers x86 c++

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Gilgamesz · 技术社区 · 7 年前

下面让我们考虑C++中的两个线程并发程序:

x,y 是全球性的, r1,r2 是本地线程, store 和 load 到 int 是原子的。内存模型=C++ 11

int x = 0, int y = 0
r1 = x   | r2 = y 
y = r1   | x = r2

允许编译器将其编译为:

int x = 0, int y = 0
r1 = x   | r2 = 42 
y = r1   | x = r2
         | if(y != 42) 
         |    x = r2 = y

而且,虽然它是线程内一致的,但它可能会导致不确定的结果,因为执行该程序可能会导致 (x, y) = (42, 42)

它被称为 稀薄的空气 价值观问题。它是存在的,我们必须忍受它。

我的问题是:内存屏障是否会阻止编译器进行导致空气不足的疯狂优化?

例如:

[fence] = atomic_thread_fence(memory_order_seq_cst);

int x = 0, int y = 0
r1 = x   | r2 = y 
[fence]  | [fence]
y = r1   | x = r2

2 回复 | 直到 7 年前

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Peter Cordes 7 年前

x y atomic

volatile int

atomic_int x = 0, y = 0
r1 = x.load(mo_relaxed)    | r2 = y.load(mo_relaxed)
 y.store(r1, mo_relaxed)   | x.store(r2, mo_relaxed)

r2

r2 = y.load(mo_relaxed);
if (r2 == 42) {                   // control dependency, not a data dependency
    x.store(42, mo_relaxed);
} else {
    x.store(r2, mo_relaxed);
}

x = 42;

42 y.load

mo_consume

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davmac 7 年前

  (Thread #1)       |   (Thread #2)
r1 = x              |
[fence]             |
y = junk temporary  |
                    | r2 = y    // junk!
                    | [fence]
                    | x = r2
y = r1              |

std::atomic_int x = 0, y = 0;
int r1 = x;    |    int r2 = y;
y = r1;        |    x = r2;