C++ 并发编程指南（11）原子操作 | 11.5、内存模型

前言

在C++中，多线程编程是开发高效并发应用程序的关键技术。然而，多线程编程也带来了数据一致性和同步的问题。为了解决这些问题，C++引入了多线程内存模型，该模型定义了线程之间如何共享和访问内存，以及如何确保这些访问的原子性、可见性和顺序性。本文介绍的内存模型是指多线程编程方面，而非对象的内存布局与内存对齐之类。

一、内存模型

1、内存模型的作用

C++ 内存模型定义了多线程程序中数据访问的可见性和顺序性规则。这些规则保证了在多线程环境中，程序员对共享数据的访问能够符合预期的行为。

• 可见性：一个线程对共享数据的修改何时以及如何对其他线程变得可见。
• 顺序性：编译器和处理器对指令重排序的规则，以及这些重排序如何影响多线程程序的行为。

C++ 内存模型提供了几种同步原语（synchronization primitives），如 std::mutex、std::atomic 等，来帮助程序员确保数据的正确访问。

在多线程程序中，内存模型描述了线程之间的内存访问顺序和可见性。C++11定义了一个内存模型，用于描述线程之间的内存操作顺序。这个内存模型基于以下几个关键概念：

• 内存顺序（memory order）：内存顺序描述了内存操作（如读、写）之间的顺序关系。C++11定义了几种内存顺序，如memory_order_relaxed（宽松顺序）、memory_order_acquire（获取顺序）、memory_order_release（释放顺序）等。这些内存顺序用于控制内存