volatile, atomic, memory_order

volatile只能确保不被编译器优化得去除掉；不能确保原子访问和CPU乱序执行（memory ordering);

atomic可以确保原子访问和memory ordering; 速度比volatile慢5~10倍；

C++标准里，volatile修饰的变量：

• 不允许被优化消失（optimized out）；（编译器不能做任何假设和推理，都必须按部就班地与「内存」进行交互。复用寄存器中的值」就是不允许的）
• 于序列上在另一个对 volatile 对象的访问之前。（只能确保volatile变量之间的顺序，不能确保非volatile变量的先后顺序；volatile 只作用在编译器上，尽管编译器不会换序，但 CPU 的乱序执行（out-of-order execution）已是几十年的老技术了，x86和AMD64和IA64架构上还可以，但别的CPU架构就不一定了）
• 另外：不同位宽的cpu也有可能效果不一样，例如32位CPU访问64位double，自己分成32位读2次期间如果有其他线程写入的话，可能就不一致了）

结论：

• volatile 不能解决多线程中的问题。（历史因素——volatile关键字出现时，多核cpu和线程都还没出现的）
• 按照 Hans Boehm & Nick Maclaren 的总结，volatile 只在三种场合下是合适的。
  • 和信号处理（signal handler）相关的场合；
  • 和内存映射硬件（memory mapped hardware）相关的场合；
  • 和非本地跳转（setjmp 和 longjmp）相关的场合。

用atomic（自带memory order的barrier功能）；用mutex、lock，或interlocked等平台相关方法；

不应该用 volatile 做线程同步，因为它禁止了编译器优化，性能会下降。这种时候就应该用专门解决线程同步问题的设施工具。

多线程之间的缓存一致性：缓存一致性是由 MESI 硬件协议（状态转移图）保证的。