问题标签 [stdatomic]

任何人都可以指出使用宽松原子操作（特别是memory_order_releaseand memory_order_acquire，而且memory_order_consumeand memory_order_relaxed）与默认值比较 C11/C++11 代码的性能的基准测试结果memory_order_seq_cst吗？所有架构都很有趣。提前致谢。

我发现了一些问题（比如这个），问什么[[carries_dependency]]是，这不是我在这里要问的。

我想知道你什么时候不应该使用它，因为我读过的所有答案都让人觉得你可以在任何地方粘贴这段代码，并且神奇地你会得到相同或更快的代码。一条评论说代码可以相同或更慢，但张贴者没有详细说明。

我想使用 this 的适当位置是在作为指针或引用的任何函数返回或参数上，并且将在调用线程中传递或返回，并且不应在回调或线程入口点上使用它。

有人可以评论我的理解并详细说明该主题，何时以及何时不使用它？

编辑：我知道这个主题有这本书，如果任何其他读者感兴趣的话；它可能包含我的答案，但我还没有机会阅读它。

我想使用 c++11 原子库编写一个 seqlock。我在stackoverflow上阅读了一些关于seqlock的问题，但没有人帮助我。我使用的算法很常见，到处都能找到。这是我的代码：

我确保在 B 和 C 处正确使用 memory_order 标签。

我认为A和D不正确。

想想我们同时读取和写入保护数据。我担心D处flags的读取值太旧，我们没有读取write_lock()写入的最新值。但是我们读取了保护数据的最新值由写线程编写（在x86系统上可能不会发生，但我不认为代码在x86上运行。）。在读线程完成读取受保护的数据后，由于标志的读取值太旧，我没有'没有发现序列已经增加。从循环中读取线程产生，我们犯了一个错误。

(1)处受保护数据的读取值在(4)处写入，(2)处flags的读取值在(3)处不写入（它是我们上次解锁写锁时写入的。）。即为什么我认为有一个错误。

但我真的不知道如何解决这个问题。我试图在 read_leavee() 和 write_locke() 之间建立“同步”关系（我希望“read_leave() 与 write_locke() 同步”）。但是没有存储read_leave() 中的操作，所以我失败了。

（哦！c++ 标准规范对我来说太难理解了。部分原因是我不是来自英语国家。）

在编写使用新引入的线程同步原语以利用宽松的内存排序的 C++11 代码时，您通常会看到

或者

我很清楚为什么这是有道理的。

我的问题是：这些组合是否vv.store(42, std::memory_order_acquire)也vv.load(std::memory_order_release)有意义？在什么情况下可以使用它们？这些组合的语义是什么？

这是使用 std::atomic 的正确方法吗？我Logger在命名空间级别声明了一个名为LOGGER：

我的期望是LOGGER实例化一次（没有竞争；它将从代码中的单个已知点初始化），然后从多个线程访问。

我是 C++ 中的多线程和线程安全的新手；但在 C# 或 Java 中，我想要么制作LOGGER volatile ，要么（在 C# 中）在它周围放置内存栅栏。这是 C++ 中的正确类比吗？

我需要一个同时读取/写入的消息双端队列。只写就够了吗

这对于具有 astd::deque<Message> queue_和 astd::mutex mutex_作为数据成员并mutex_在将任何操作转发到之前锁定的包装类是否相同queue_？

我目前正在尝试学习如何使用 OpenMP，但我有一个问题。这样做是否安全：

或者我应该使用：

谢谢 ！

编辑：我知道最简单的处理方法是使用数组，但我问是因为我很好奇

假设我们有以下代码来计算某事发生的次数：

就目前而言，i 上有一个明确的竞争条件。使用 C++11，(1) 消除这种竞争条件的最简单方法是什么，以及 (2) 最快的方法是什么？最好不使用互斥锁。谢谢。

更新：使用注释来使用原子，我得到了一个在英特尔编译器版本 13 下编译的工作程序：

我的理解是原子机器指令可能比非原子操作慢两个数量级。例如，给定

和

我的理解是，它x++的运行速度通常比y++. （我假设增量操作映射到底层机器指令。我确信确切的比较成本因架构而异，但我说的是经验法则。）

作为一般经验法则，我对原子 RMW 操作和非内联函数调用的相对成本感兴趣。例如，给定这个非内联函数，

与执行非内联调用的成本相比，我们通常可以说什么y++（即原子增量）的成本f？

我的动机是试图正确看待“原子操作比非原子操作昂贵得多”这一普遍说法。一种方法是尝试了解原子 RMW 操作与调用和从非内联函数返回相比有多昂贵。

请不要回答“唯一知道的方法就是测量”。我不是在询问原子 RMW 操作与特定架构上特定上下文中的函数调用。我问的是一个通用的经验法则，可以用作讨论的基础，供那些可能认为“我们永远不能使用原子指令，因为它们太贵”的人讨论，但谁不会三思而后行函数调用。

各种无锁算法在快速路径中没有加载或存储排序要求。例如，在这个工作窃取http://www.cs.rice.edu/~vs3/PDF/ppopp.09/p45-michael.pdf中，窃取操作需要原子比较和交换，但频繁的操作(put and take) 专门设计为不需要任何排序约束。在许多其他情况下，我遇到过这种模式。

那么为什么在不强制内存限制的情况下就无法访问 std 原子变量呢？虽然在 x-86(-64) 上 memory_order_relaxed 不会插入任何 CPU 屏障指令，但它会阻止编译器重新排序（至少从我在 Visual C++ 2012 实现中看到的内容来看），这仍然肯定会产生负面性能。事实上，由于内存顺序是一个运行时参数，因此也会产生分支的惩罚。结合起来，这使事情变得更糟。下面是 Visual C++ 2012 实现中的代码，它在 switch 语句确定它是 memory_order_relaxed 之后将 uint32_t 值存储到 atomic_uint32_t 中（参见 xatomic.h）：

带有 memory_order_relaxed 的加载然后最终执行

更糟糕的是，_InterlockedOr 内在函数是一个完整的 CPU 屏障 (xatomic.h)。

那么，1）为什么非内存有序访问不是 std API 的一部分，以及 2）除了滚动自己的原子 API 之外，除了将原子类丑陋的 reinterpret_cast 转换为非原子类型和对 sizeof 和 offsetof 进行一些编译时检查？

（请注意，我不是在谈论混合原子访问和非原子访问，因为我关心的是整数类型，其正常加载和存储在我的目标架构上已经是原子的。）