C++ 内存顺序与内存模型

内存顺序(与多线程有关)

我们都知道，c++语法 多而杂，其中也有太多一致性……

C++内存顺序作用

我们首先来看看，内存顺序是干嘛用的            

【我们来进入以下场景：】

多线程程序中，所有线程共享同一片内存。但问题来了：

线程之间是怎么“看见”彼此的内存操作的？

操作顺序能不能保证？

如果顺序混乱，会不会导致数据出错？

如果不控制内存顺序，可能会发生以下尴尬场景：

A线程：我写了数据！

B线程：啥？你写了？我怎么没看到？

A线程：啊这，明明写了啊！

B线程：要么你糊了，要么我瞎了                                                                                                               

我们可以明显发现

在多线程编程中，编译器优化，CPU重排，缓存延迟等各个因素，可能使得线程对内存的观察顺序变的不一致，可能就会造成，线程A对数据做了操作，B却没及时看见----这就是内存可见性问题

由此引出了 内存顺序的核心内容

1. 控制线程之间的内存可见性和执行顺序，避免数据争夺
2. 平衡性能和正确性，在需要一致性多一点的地方适当牺牲一点性能和效率，反之则提高性能和效率

具体点的内存顺序如下：

多线程中的内存顺序是什么？

多线程中的内存顺序是指不同进程、共享内存块和其他内存空间如何排列在物理内存中的方式，以及不同内存类型（如char, int,

float）如何分配这些地址空间，从而影响数据的访问顺序和性能优化。

内存排列的关键点

1. **共享内存的分配**

   - 多线程程序需要使用共享段来共享内存块。每个进程可以使用不同的共享段或同一个共享段。

   - 每个共享段包含多个地址空间，这些地址空间由指针指向。

2. **内存段与地址空间的关系**

   - 指针类型（如int, char）决定了内存段的大小和类型。例如，int占1字节，char占1字节。

   - 当一个进程分配内存段时，其地址空间由对应的指针类型定义。

3. **跨进程共享的机制**

   - 多线程程序在访问共享内存块时需要确保各进程可以正确访问这些地址。这涉及到内存段的管理（如互斥锁、安全屏障）和内

存顺序的设计。

   - 精确地分配指针类型，使得不同的进程指向特定的地址空间，有助于减少缓存冲突。

4. **内存顺序在多线程中的应用**

   - 通过正确设计内存顺序，多线程程序可以优化数据的缓存访问路径，减少Cache碰撞。

   - 精确地将内存段和指针类型组合，确保每个进程能够高效地访问其分配的地址空间。

5. **跨进程共享的复杂性**

   - 多线程环境中的共享内存可能导致复杂的内存管理问题。例如，当进程A和进程B都访问同一个地址时，如何避免Cache冲突并确

保数据安全。

   - 通过使用正确的指针类型和设计适当的内存顺序，可以有效解决这些挑战。

【### 实例解释

假设一个C++程序有两个多线程进 程