C++内存模型

本文详细介绍了C++内存模型,包括线程与数据竞争、内存顺序、顺序一致次序、松弛次序、获取-释放次序以及数据依赖。强调在多线程环境下,如何使用std::atomic和不同的内存次序来保证正确性和性能。顺序一致次序提供简单的单线程视图,而松弛次序、获取-释放次序和数据依赖则为跨线程同步提供了不同级别的保证。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

一 C++内存模型

线程与数据竞争

  • 执行线程是程序中的控制流,它始于std::thread, std::async或其他以其他方式所做的顶层函数调用
  • 任何线程都能潜在地访问程序中地任何对象(拥有自动或线程局部存储期地对象仍可为另一个线程通过指针或引用访问)
  • 始终允许不同地执行线程同事访问不同地内存位置,而无冲突或同步要求

一个表达式的求值写入内存位置,而另一求值读或写同一内存位置时,称这些表达式冲突。拥有二个冲突求值的程序有数据竞争,除非

  • 两个求值都在同一线程上,或同一信号处理函数中执行,或
  • 两个冲突求值都是原子操作(见 std::atomic ),或
  • 一个冲突求值先发生于( happens-before )另一个(见内存顺序–std::memory_order )
    若出现数据竞争,则程序的行为未定义。

内存顺序

如果不使用任何同步机制(例如 mutex 或 atomic),在多线程中读写同一个变量,那么程序的结果是难以预料的。简单来说,编译器以及 CPU 的一些行为,会影响到C++程序的执行结果

  • 即使是简单的语句,C++ 也不保证是原子操作。
  • CPU 可能会调整指令的执行顺序。
  • 在 CPU cache 的影响下,一个 CPU 执行了某个指令,不会立即被其它 CPU 看见。
  • Intel x86, x86-64等属于强排序CPU,x86-64的强内存模型总能保证按顺序执行ÿ
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值