volatile、内存屏障、Acquire&Release语义三者的差别和关系(二) —— 之内存屏障

最新推荐文章于 2025-07-08 23:32:44 发布

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answer3y

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分类专栏： C++ 文章标签： C++ 并行编程

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/answer3y/article/details/22220299

本文深入探讨内存屏障的概念，其在CPU乱序执行背景下防止指令重排序的重要性。通过示例说明如何在多线程环境中，内存屏障如何确保代码执行顺序，以避免潜在的并发错误。加入内存屏障的代码示例展示了其防止乱序执行的效果。

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这篇博客是系列文章的第二篇, 主要讲一下内存屏障, 不会讲的很深, 但求明确理解和记住, 什么是内存屏障!

1. 背景知识: CPU乱序执行

这个背景知识很重要, 先讲为快, 在wiki百科上面, 关于CPU乱序执行的解释是这样的:

In computer engineering, out-of-order execution (OoOE or OOE) is a paradigm used in most high-performance microprocessors to make use of instruction cycles that would otherwise be wasted by a certain type of costly delay. In this paradigm, a processor executes instructions in an order governed by the availability of input data, rather than by their original order in a program. In doing so, the processor can avoid being idle while data is retrieved for the next instruction in a program, processing instead the next instructions which are able to run immediately.

很多教科书上也有类似这样的解释:

对于一条指令的执行过程，通常分为：取指令、指令译码、取操作数、运算、写结果。前面三步由控制器完成，后面两步由运算器完成。按照传统的做法，当控制器工作的时候运算器在休息，在运算器工作的时候控制器在休息。流水线的做法就是当控制器完成第一条指令的操作后，直接开始开始第二条指令的操作，同时运算器开始第一条指令的操作。这样就形成了流水线系统，