std::memory_order_relaxed 是否足以检查“可用性”？答案

【问题标题】：Is std::memory_order_relaxed enough for checking "Availability"?std::memory_order_relaxed 是否足以检查“可用性”？
【发布时间】：2016-01-23 10:45:20
【问题描述】：

我有一个并发对象，它可能或可能每次都保存指向函数的指针。对象的架构如下所示：

struct ConcurrentObject{
  //variables
  std::atomic<void(*)()> callback;
}

所以一个线程可能决定他想用这个对象附加回调并将它转发：

ConcurrentObject* co = new ConcurrentObject(); //I'm using smart pointers, no worries.
//do some logic
co->callback = someCallback; //void(*)() , this may be difference callback every time

我在修改后得到这个对象并检查回调是否可用：

auto co = aquireConcurrentObject();
auto callback = co->callback.load();
if (callback){
    callback()
}

现在，我们知道在不指定任何内存顺序的情况下，默认传递的内存顺序是memory_order_seq_cst，它告诉编译器（简而言之）“不要乱序读取或写入指令以使程序更快，保持相对顺序代码指定的指令，并使其通过 cpu 可见。

我们也知道它是一个很好的性能障碍，因为编译器可以执行的操作受到更多限制。

我的问题是 - std::memory_order_relaxed 是否足以执行此操作？

【问题讨论】：

标签： c++ multithreading c++11 thread-safety memory-barriers

【解决方案1】：

是的，您是正确的，在您的示例中 std::memory_order_relaxed 可以安全使用，因为您的代码仅依赖于回调是原子的事实。您的代码不受可能的内存操作重新排序的影响

【讨论】：

【解决方案2】：

回调指针访问的内存顺序会影响回调使用的变量的“可见性”。

如果你的回调：

1) 类似于 constexpr，即它不使用任何东西，除了它的参数和常量全局变量，或者

2) 仅使用变量，这些变量在可能使用回调之前初始化 (happens-before)，

然后使用std::memory_order_relaxed 既可以存储也可以加载。

但是如果您在//do some logic 下的代码初始化了一些变量，供回调使用，那么您应该至少使用std::memory_order_release/std::memory_order_acquire 进行相应的存储和加载。否则，回调的执行可能会看到这些变量未初始化（更严格地说，这将是 C++11 标准意义上的数据竞争，即未定义的行为）。

【讨论】：

【解决方案3】：

您有衡量性能影响的方法吗？在这里更改内存顺序可能看起来像一个良好的性能启动（这似乎是有效的），但实际上，在大多数应用程序中 - 这并不重要。

在此处更改内存模型意味着维护此代码的任何人都需要格外小心，以免破坏它，因此这是您在执行此类操作时要承担的另一个风险。

此类优化需要详细记录并在被证明是性能瓶颈后选择。非必要不要乱搞。

【讨论】：

这更适合作为评论，因为您没有明确回答问题。无论如何，它可能不是瓶颈，但它通常会降低性能，您可以使用和不使用 std::memory_order_relaxed 来测量程序以查看受影响的程度。我的问题是我什至可以这样做以分析正确的程序而不是错误的程序。