簡介記憶體模型與C 11的memory order

先看一段**

#include
#include
int a =0;
int b =0;
void
func1()
void
func2()
intmain
(void
)

再看一段彙編**：

1: load reg3, 1 ;將立即數1放入暫存器reg3 2: move reg4,reg3 ;將reg3的資料放入reg4 3: store reg4, a ;將reg4的資料存入記憶體位址a 4: load reg5, 2 ;將立即數2放入暫存器reg5

5: store reg5, b ;將reg5的資料存入記憶體位址b

以上的偽彙編**代表了temp = 1; a = temp; b = 2;

通常情況下指令都是按照1~5的順序執行，這種記憶體模型稱為強順序(strong ordered)。

不過可以看到，指令1、2、3和指令4、5的執行順序不影響結果。

有一些處理器可能會將指令的順序打亂，例如按照1-4-2-5-3的順序執行，這種記憶體模型稱為弱順序(weak ordered).

如果乙個平台是弱順序記憶體模型，那麼上文列印a，b的**中，執行緒func2就有可能列印出0,2的結果。

既然弱順序記憶體模型可能會導致程式問題，為什麼有些平台會使用這種模型？

簡單的說，這種模型能讓處理器有更好的並行性，提高指令執行的效率。

為了保證指令的順序執行，需要在彙編指令中加入一條記憶體柵欄指令(memory barrier)。

它能保證指令的順序執行，但是會影響處理器效能。

c++11中的原子操作還可以包含乙個引數：記憶體順序（memory_order）

memory_order 是c++11為原子型別定義的記憶體模型，以便靈活地控制原子型別的執行順序。

**通常情況下，使用該引數將有利於編譯器進一步提高並行效能。**如下：

atomic<
int>a(
0);atomic<
int>b(
0);void
func1()

上面的**使用了store函式進行賦值。store函式有2個引數，第乙個是要寫入的值，第二個是名為memory_order的列舉值。

這裡使用了std::memory_order_relaxed，表示鬆散記憶體順序，該列舉值代表可以任由編譯器重新排序或則由處理器亂序處理。

這樣a和b的賦值執行順序性就被解除了。

在c++11中一共有 6種 memory_order列舉值，預設按照memory_order_seq_cst執行：

列舉值含義

memory_order_relaxed

不對執行順序做任何保障

memory_order_acquire

本執行緒中，所有後續的讀操作均在本條原子操作完成後執行

memory_order_release

本執行緒中，所有之前的寫操作完成後才能執行本條原子操作

memory_order_acq_rel

同時包含memory_order_acquire和memory_order_release標記

memory_order_consume

本執行緒中，所有後續的有關本原子型別的操作，必須在本條原子操作完成後執行

memory_order_seq_cst

全部訪問都按順序執行

注意：不是所有的memory_order都能被atomic成員使用：

原子型別提供的一些操作符，比如operator=、operator+=等函式，都是以memory_order_seq_cst為實參的原子操作封裝，所以他們都是順序一致性的。

如果要指定記憶體順序的話，則應該採用store、load、atomic_fetch_add這樣的函式。

最後說明一下，std::atomic和std::memory_order只有在多執行緒無鎖程式設計時才會用到。在x86_64平台，由於是強順序記憶體模型的，為了保險起見，不要使用std::memory_order，使用std::atmoic預設形式即可，因為std::atmoic預設是強順序記憶體模型。

簡介記憶體模型與C 11的memory order

C 11記憶體模型

c 11 記憶體模型解讀

C 11 多工記憶體模型

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