LeaveCriticalSection() 是否将缓存的变量刷新到内存？答案

【问题标题】：Does LeaveCriticalSection() flushes the cached variables to memory?LeaveCriticalSection() 是否将缓存的变量刷新到内存？
【发布时间】：2017-07-29 20:53:51
【问题描述】：

假设我有以下代码：

// global variable
int i = 0;

...

EnterCriticalSection(&CriticalSection);
i = 45;
i = 24;
i = 32;
LeaveCriticalSection(&CriticalSection);

CPU能否缓存变量i，当i被修改时，缓存的副本就是修改的那个，而当LeaveCriticalSection()被调用时，i的缓存值被刷新到内存中（所以例如其他线程可以看到更新的值）？

【问题讨论】：

它可以做任何事情，只要程序的可观察行为符合 C 标准为代码指定的行为
@HarryJohnston 最新的 C 标准确实涵盖了多线程。 OP 的编译器是否符合标准是另一回事，但标准总是在设计时考虑到现有的实现
@HarryJohnston 是的，我确定。编译器知道 CPU 做了什么并相应地生成程序集
@Christopher，实际上，LeaveCriticalSection 引入了内存屏障，因此所有缓存的写入将在返回之前刷新到内存。这种行为没有记录在案，但如果要改变它，地球上几乎所有的多线程应用程序都会崩溃。
@Olaf，当然编译器会重新排序语句，但是如果它在调用 API 函数时重新排序内存操作，它最好知道该 API 函数实际做了什么，以及它是否重新排序跨 API 函数的内存操作，进入或离开关键部分，好吧，IMO 这只是病态的。（如果您更仔细地阅读我所说的内容，您会注意到我将 Visual Studio 归类为“较旧的 C 编译器”，与 C11 编译器不同。是 MM 提出了 C11，我只是对此作出回应。 )

标签： c multithreading winapi

【解决方案1】：

根据this page from MSDN

以下同步函数使用适当的屏障来确保内存排序：

进入或离开临界区的函数。

这并不一定意味着数据被“刷新到内存”。实际上，您可能会认为某些缓存是内存的一部分，而其他缓存可能与单个 CPU 相关联。 “适当的屏障”为机器架构做任何必要的事情，以保证所有 CPU 具有一致的视图。

要了解更多信息，您可能需要从memory barriers 和memory ordering 上的维基百科页面开始。

【讨论】：

引用部分并不意味着刷新到任何类型的内存。 x86 上的指令是什么？
只要其他线程获取相同的cs，就不会观察到除了i=32以外的任何东西。最重要的是，编译器将折叠分配并且只保留=32。如果其他线程没有获得CS，那就是UB。使用 std::atomic，它巧妙地解决了所有问题。
@voo：这是一个很好的观点，我尝试将答案编辑得更精确一些，并使用一些链接而不是包含一篇文章。欢迎提出任何具体建议。
@sergei：是的，因为变量不是易失性的，编译器优化可能会省略存储。我想提一下，但似乎不相关。至于std::atomic，问题标记为c。
@rici 好多了，重要的是要理解“刷新到内存”只是实现所需部分的一种可能（非常糟糕）的策略。现在很清楚，删除了我的反对票。