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在 C++0x 中原子变量的文档之一中，在描述内存顺序时，它提到：

发布-获取订购

在强排序系统（x86、SPARC、IBM 大型机）上，发布-获取排序是自动的。此同步模式不会发出额外的 CPU 指令，只会影响某些编译器优化...

首先，x86 遵循严格的内存排序是真的吗？总是强加这一点似乎效率很低。意味着每次写入和读取都有围栏？

另外，如果我有一个对齐的 int，在 x86 系统上，原子变量是否有任何用途？

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是的，x86 确实有严格的内存排序，请参阅Intel 手册第 3A 卷第 8.2 章。较旧的 x86 处理器（例如 386）提供了真正严格的排序（称为强排序）语义，而更现代的 x86 处理器在少数情况下稍微宽松的条件，但您无需担心。例如，奔腾和 486 允许读取缓存未命中在写入缓存命中时先于缓冲写入（因此与读取的地址不同）。

是的，它可能效率低下。有时，高性能软件仅针对内存排序要求较宽松的其他架构而编写。

是的，原子变量在 x86 上仍然有用。它们与编译器具有特殊的语义，因此典型的读-修改-写操作以原子方式发生。如果您有两个线程同时递增一个原子变量（我的意思是std::atomic<T>C++11 中的类型变量），您可以确信该值会大 2；如果没有std::atomic，您可能会得到错误的值，因为一个线程在执行增量时将当前值缓存在寄存器中，即使在 x86 上存储到内存是原子的。

于 2012-08-06T21:41:10.563 回答
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确实，在 x86 上，所有存储都有释放，所有加载都有获取语义。

这不会也不应该影响您编写 C++ 的方式：要编写并发的、无竞争的代码，您必须使用std::atomic构造或锁。

架构细节的意思是，在 x86 上，只要您最多要求获取/释放顺序，就会为原子字大小类型的操作生成很少或没有额外代码。（但是，顺序一致性会发出mfence指令。）但是，您仍然必须使用 C++ 原子类型，并且不能仅仅为了获得正确、格式良好的程序而忽略它们。原子变量的一个重要特性是它们可以防止编译器重新编码，这对于程序的正确性至关重要。

（在 C++11 之前，您将不得不使用编译器提供的扩展，例如 GCC 的__sync_*函数套件，这将使编译器正常运行。如果您真的想使用裸变量，您至少必须插入编译器为自己设障。）

于 2012-08-06T21:23:00.240 回答
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有一张很好的表格，列出了可能发生的不同重新排序操作，并且（例如）x86 很少做这些操作。其他架构（众所周知的 Alpha）几乎可以做任何事情。

由于内存模型是由标准定义的，x86 et al 本质上是兼容的。

您关于原子变量的问题的答案略有不同。对变量的任何修改都涉及竞争条件，因此当多个线程更新同一个变量时，可能会丢失更新。原子变量的定义使得它们是原子操作的正确类型，从而消除了这种竞争条件。所以他们的目的之一不是为了订购。

于 2012-08-06T21:19:15.937 回答
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请注意，释放/获取语义不一定意味着在每条指令之后都有一个 mfence。在此处输入图像描述可以在@Adam Rosenfield 引用的手册或快速浏览Wikipedia中看到在x86 上的保留。尽管如此，x86 具有用于存储的释放语义和用于加载的获取语义。

来自 Kerrek SB 的回答：

架构细节的意思是，在 x86 上，只要您最多要求获取/释放顺序，就会为原子字大小类型的操作生成很少或没有额外代码。（不过，顺序一致性会发出 mfence 指令。）

请注意，顺序一致性是默认设置！（参见例如cppreference）。

这意味着...

#include <atomic>
#include <cassert>
#include <string>

std::atomic<std::string*> ptr;

void producer()
{
    std::string* p  = new std::string("Hello");
    ptr = p;
}

void consumer()
{
    std::string* p2;
    while (!(p2 = ptr))
        ;
    assert(*p2 == "Hello"); // never fails
}

（x86 上的 g++ -std=c++11 -S -O3）

...实际上将导致在mfence生产者函数中发出一个，以解释上述 x86 ( 在此处输入图像描述) 上的松弛。

而对于...

#include <atomic>
#include <cassert>
#include <string>

std::atomic<std::string*> ptr;

void producer()
{
    std::string* p  = new std::string("Hello");
    ptr.store(p, std::memory_order_release);
}

void consumer()
{
    std::string* p2;
    while (!(p2 = ptr.load(std::memory_order_acquire)))
        ;
    assert(*p2 == "Hello"); // never fails
}

（x86 上的 g++ -std=c++11 -S -O3）

...不会插入 mfence，因为 x86 具有用于存储的释放语义和用于加载的获取语义。

于 2016-04-01T14:33:52.593 回答