35、多线程编程中的内存重排序与同步机制解析

多线程编程中的内存重排序与同步机制解析

在当今的编程领域，多线程编程已经成为提升程序性能的关键手段。然而，多线程环境下的内存重排序问题却给程序员带来了诸多挑战。本文将深入探讨内存重排序的相关概念，包括强弱内存模型、内存重排序的示例、 volatile 关键字的作用、内存屏障以及 pthreads 库的使用。

1. 内存重排序示例

首先，让我们看一个简单的汇编代码示例，展示了内存重排序的可能性。

; Listing 17-2. ex_locality_asm1.asm
mov al,[rsi + 4]
mov [rdi+4],al
mov al,[rsi + 10004]
mov [rdi+10004],al
mov al,[rsi + 5]
mov [rdi+5],al
mov al,[rsi + 10005]
mov [rdi+10005],al

这段代码可以通过调整指令顺序来提高局部性，如下所示：

; Listing 17-3. ex_locality_asm2.asm
mov al,[rsi + 4]
mov [rdi+4],al
mov al,[rsi + 5]
mov [rdi+5],al
mov al,[rsi + 10004]
mov [rdi+10004],al
mov al,[rsi + 10005]
mov [rdi+10005],al

这两个指令序列在单 CPU 的抽象机器上效果相似，但第二个序