代码重新排序会影响我的测试吗

Question

我正在为一个类编写一个单元测试，以在没有可用内存时测试插入。它依赖于nbElementInserted 在insert_edge 返回后递增的事实。

void test()
{
    adjacency_list a(true);

    MemoryVacuum no_memory_after_this_line;

    bool signalReceived = false;
    size_t nbElementInserted = 0;
    do
    {
        try
        {
            a.insert_edge( 0, 1, true ); // this should throw
            nbElementInserted++; 
        }
        catch(std::bad_alloc &)
        {
            signalReceived = true;
        }
    }
    while (!signalReceived); // this loop is necessary because the 
                             // memory vacuum only prevents new memory
                             // pages from being mapped. so the first
                             // allocations may succeed.

    CHECK_EQUAL( nbElementInserted, a.nb_edges() );
}

现在我想知道这两种说法中哪一种是正确的：

• 可能会发生重新排序，在这种情况下，nbElementInserted 可以在insert_edge 引发异常之前递增，这会使我的情况无效。可能会发生重新排序，因为如果两行被置换，用户的可见结果是相同的。
• 无法重新排序，因为insert_edge 是一个函数，并且该函数的所有副作用都应该在转到下一行之前完成。投掷是一种副作用。

奖励点：如果正确答案是“是的，可能会发生重新排序”，那么两行之间的内存屏障是否足以修复它？

Answer 1

没有。重新排序仅在多线程或多处理场景中发挥作用。在单个线程中，编译器无法以会改变程序行为的方式重新排序指令。例外不是这条规则的例外。

当两个线程读取和写入共享状态时，重新排序变得可见。如果线程 A 对共享变量进行修改，线程 B 可以看到这些修改乱序，或者如果它缓存了共享状态，甚至根本看不到这些修改。这可能是由于线程 A 或线程 B 或两者中的优化。

不过，线程 A 将始终按顺序看到自己的修改。每个sequence point 必须按顺序发生，至少就本地线程所知。

假设线程 A 执行了这段代码：

a = foo() + bar();
b = baz;

每个; 引入一个序列点。允许编译器首先调用foo() 或bar()，无论它喜欢哪个，因为+ 不引入序列点。如果您放置打印输出，您可能会看到首先调用foo()，或者您可能会看到首先调用bar()。任何一个都是正确的。不过，它必须在将baz 分配给b 之前调用它们。如果foo() 或bar() 抛出异常b 必须保留其现有值。

但是，如果编译器知道 foo() 和 bar() 永远不会抛出，并且它们的执行绝不依赖于 b 的值，它可以重新排序这两个语句。这将是一个有效的优化。线程 A 无法知道语句已被重新排序。

另一方面，线程 B 会知道。多线程编程中的问题是序列点不适用于其他线程。这就是内存屏障的用武之地。内存屏障在某种意义上是跨线程序列点。