C++ 队列中读/写操作的排序

Question

假设我们有一个具有以下实现的 SyncQueue 类：

class SyncQueue {
    std::mutex mtx;
    std::queue<std::shared_ptr<ComplexType> > m_q;
public:
    void push(const std::shared_ptr<ComplexType> & ptr) {
        std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx);
        m_q.push(ptr);
    }
    std::shared_ptr<ComplexType> pop() {
        std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx);
        std::shared_ptr<ComplexType> rv(m_q.front());
        m_q.pop();
        return rv;
    }
};

那么我们就有了使用它的代码：

SyncQueue q;

// Thread 1, Producer:
std::shared_ptr<ComplexType> ct(new ComplexType);
ct->foo = 3;
q.push(ct);

// Thread 2, Consumer:
std::shared_ptr<ComplexType> ct(q.pop());
std::cout << ct->foo << std::endl;

当ct->foo 被打印时，我能保证得到3 吗？ mtx 为指针本身提供了happens-before 语义，但我不确定这对ComplexType 的内存有什么影响。如果得到保证，是否意味着每个互斥锁 (std::lock_guard<std::mutex> lck(mtx);) 都会强制对任何已修改的内存位置进行完全缓存失效，直到独立内核的内存层次结构合并的地方？

Answer 1

std::mutex() 符合 Mutex 要求 (http://en.cppreference.com/w/cpp/concept/Mutex)

同一个互斥锁上的先前 m.unlock() 操作与 this 同步 锁操作（相当于释放-获取std::memory_order）

release-acquire 在这里解释 (http://en.cppreference.com/w/cpp/atomic/memory_order)

发布-获取排序

如果线程 A 中的原子存储被标记 memory_order_release 和线程 B 中的原子加载 变量被标记为 memory_order_acquire，所有内存写入（非原子 和放松的原子）发生在原子存储之前 线程 A 的观点，在线程 B 中成为可见的副作用， 也就是说，一旦原子加载完成，线程 B 就保证 查看线程 A 写入内存的所有内容。

同步是 仅在释放和获取相同的线程之间建立 原子变量。其他线程可以看到不同的内存顺序 访问比同步线程中的一个或两个。

本节中的代码示例与您的非常相似。所以应该保证线程 1 中的所有写入都会在 push() 中的互斥锁解锁之前发生。

当然，如果“ct->foo = 3”在实际分配发生在另一个线程中时没有任何特殊的棘手含义:)

wrt 缓存失效，来自 cppreference：

在强排序系统（x86、SPARC TSO、IBM 大型机）上， 对于大多数操作来说，release-acquire 排序是自动的。 不会为此同步发出额外的 CPU 指令 模式下，只有某些编译器优化会受到影响（例如 禁止编译器将非原子存储移过原子 存储释放或执行比原子更早的非原子加载 加载获取）。在弱序系统（ARM、Itanium、PowerPC）上， 必须使用特殊的 CPU 负载或内存栅栏指令。

所以这真的取决于架构。