C++11内存模型的深入探索与实践-优快云博客

C++11内存模型的深入探索与实践

背景简介

C++11引入了新的内存模型和原子操作标准，旨在帮助开发者更好地编写多线程程序。这些新的工具能够帮助我们处理并发编程中的复杂问题，例如线程间的同步和数据竞争。

原子操作与内存顺序

C++11提供了多种内存顺序选项，如 std::memory_order_relaxed 、 std::memory_order_acquire 、 std::memory_order_release 、 std::memory_order_acq_rel 和 std::memory_order_seq_cst 。这些选项决定了操作的同步强度和执行顺序。理解这些内存顺序对于编写正确的多线程代码至关重要。

代码示例分析

在提供的代码示例中，我们看到如何使用 std::atomic 和不同的内存顺序来控制线程间的操作。例如， write_x_then_y 函数展示了如何在同一个线程中使用 std::memory_order_relaxed 存储 x ，然后使用 std::memory_order_release 存储 y 。而 read_y_then_x 函数则展示了如何通过 std::memory_order_acquire 来读取 y ，以确保能够读取到 y 被设置为 true 之后的数据。

std::atomic_bool x, y;
std::atomic_int z;

void write_x_then_y() {
    x.store(true, std::memory_order_relaxed);
    y.store(true, std::memory_order_release);
}

void read_y_then_x() {
    while(!y.load(std::memory_order_acquire));
    if(x.load(std::memory_order_relaxed))
        ++z;
}

happens-before关系

happens-before 关系是C++11内存模型中的一个核心概念，它规定了操作之间的顺序。例如，在代码示例中， x.store(true, std::memory_order_relaxed) happens-before y.store(true, std::memory_order_release) ，因为它们在同一个线程中，并且按顺序执行。