memory_order_relaxed 的一些用例是什么

Question

C++ 内存模型具有宽松的原子性，它不对内存操作提供任何顺序保证。除了我在这里找到的 C 中的邮箱示例：

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/n1525.htm

基于本文中的激励示例：

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2153.pdf

我很好奇这种同步机制的其他用例。

Answer 1

在这种情况下，事件阅读器可以连接到 X11 套接字，其中事件的频率取决于用户操作（调整窗口大小、打字等）并且如果 GUI 线程的事件调度程序定期检查事件（例如，由于对于用户应用程序中的某些计时器事件）我们不想通过获取我们知道为空的共享事件队列上的锁来不必要地阻塞事件读取器线程。我们可以使用“dataReady”原子简单地检查是否有任何内容排队。这也称为“双重检查锁定”模式。

namespace {
std::mutex mutex;
std::atomic_bool dataReady(false);
std::atomic_bool done(false);
std::deque<int> events; // shared event queue, protected by mutex
}

void eventReaderThread()
{
    static int eventId = 0;
    std::chrono::milliseconds ms(100);
    while (true) {
        std::this_thread::sleep_for(ms);
        mutex.lock();
        eventId++; // populate event queue, e.g from pending messgaes on a socket
        events.push_back(eventId);
        dataReady.store(true, std::memory_order_release);
        mutex.unlock();
        if (eventId == 10) {
            done.store(true, std::memory_order_release);
            break;
        }
    }
}

void guiThread()
{
    while (!done.load(std::memory_order_acquire)) {
        if (dataReady.load(std::memory_order_acquire)) { // Double-checked locking pattern
            mutex.lock();
            std::cout << events.front() << std::endl;
            events.pop_front();
            // If consumer() is called again, and producer() has not added new events yet,
            // we will see the value set via this memory_order_relaxed.
            // If producer() has added new events, we will see that as well due to normal
            // acquire->release.
            // relaxed docs say: "guarantee atomicity and modification order consistency"
            dataReady.store(false, std::memory_order_relaxed);
            mutex.unlock();
        }
    }
}

int main()
{
    std::thread producerThread(eventReaderThread);
    std::thread consumerThread(guiThread);
    producerThread.join();
    consumerThread.join();
}

Answer 2

我在工作中经常看到的一个简单示例是统计计数器。如果你 想要计算事件发生的次数，但不需要任何类型的 除了使增量安全之外，跨线程同步，使用 memory_order_relaxed 有道理。

static std::atomic<size_t> g_event_count_;

void HandleEvent() {
  // Increment the global count. This operation is safe and correct even
  // if there are other threads concurrently running HandleEvent or
  // PrintStats.
  g_event_count_.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);

  [...]
}

void PrintStats() {
  // Snapshot the "current" value of the counter. "Current" is in scare
  // quotes because the value may change while this function is running.
  // But unlike a plain old size_t, reading from std::atomic<size_t> is
  // safe.
  const size_t event_count =
      g_event_count_.load(std::memory_order_relaxed);

  // Use event_count in a report.
  [...]
}

在这两种情况下，都不需要使用更强的内存顺序。一些 平台，这样做可能会对性能产生负面影响。