std::memory_order_acq_rel 对其他线程中读取的非原子变量的影响答案

【问题标题】：Effect of std::memory_order_acq_rel on non-atomic variable read in other threadstd::memory_order_acq_rel 对其他线程中读取的非原子变量的影响
【发布时间】：2015-09-16 06:46:15
【问题描述】：

我想我主要了解 C++ 原子库中各种 memory_order 标志的语义。

但是，我对以下情况感到困惑：

假设我们有两个线程 - 线程 A 是“主执行”线程，线程 B 是线程池中的任意线程，可以在其中调度和运行任务。

如果我使用std::memory_order_acq_rel 执行“读-写-更新”原子操作，然后在布尔变量上执行非原子写入，则 非原子 em> 写立即对其他线程可见？我认为答案是否定的，除非其他线程也访问执行“读写更新”操作的 atomic 变量。

因此，例如，给定一个全局 std::atomic_flag 变量 X、一个全局 bool 值 B，以及一个线程池对象 THREADPOOL，它有一个成员函数 dispatch，它将执行任意函数处理程序在另一个线程中：

if (!X.test_and_set(std::memory_order_acq_rel)
{
   if (SOME_CONDITION) B = true;
   THREADPOOL.dispatch([]() { 
      // This executes in Thread B
      if (B) { /* do something */ } // are we guaranteed to see changes to B?
   });
}

所以在本例中，lambda 函数内的代码将在不同的线程中执行。该线程是否一定会在第一个线程中看到对B 的（非原子）更新？请注意，第二个线程不访问 atomic_flag，所以我的理解是，对B 的更改将不一定会在第二个线程中看到。

我的理解正确吗？如果是这样，使用std::memory_order_seq_cst 会改变吗？

【问题讨论】：

标签： c++ multithreading c++11 atomic

【解决方案1】：

THREADPOOL 中 dispatch 方法的正确实现应提供 happens-before 在此方法调用之前 调用者 执行的所有操作与函数执行的所有操作之间的关系（在您的情况下为 lambda )，传递给方法。

所以，执行你的 lambda 函数的辅助线程肯定会看到由主线程分配的 B 的值。

如果没有发生前的顺序，保证变量修改立即可见的唯一方法是使用std::memory_order_seq_cst 进行修改和读取。参见，例如，this question。

【讨论】：

当您需要memory_order_seq_cst 时，您几乎在所有事情上都需要它。这意味着你只能使用原子变量（这些只能在线程启动之前创建）。

【解决方案2】：

没有内存顺序规范使未来的内存访问可见。最多，它们会阻止它们在原子访问可见之前变得可见。

如果您想确保特定访问确实变得可见，您必须对该访问强制执行特定的内存排序，或者您必须拥有使用内存排序的未来访问，以确保它在您想要使其可见的访问之后排序.

所有原子操作都是原子的。内存排序只允许你做三件事：

建立此原子操作相对于先前操作（无论是否为原子）的排序 - 此操作保证在它们之后。
针对未来的操作（无论是否为原子操作）确定此操作的顺序 - 保证此操作在它们之前。
使用其他原子操作建立排序。

这些都不能确保未来的非原子操作“很快”发生或在任何特定时间变得可见。

【讨论】：

我回答了一半的问题。 Tsyvarev 回答了另一半。