对 pthread 互斥体涉及的完整内存屏障的澄清

Question

我听说在处理互斥锁时，必要的内存屏障是由 pthread API 本身处理的。我想了解有关此事的更多细节。

1. 这些说法是真的吗，至少在最常见的架构上是这样吗？
2. 编译器是否能够识别这种隐式屏障，并在生成代码时避免对操作/从本地寄存器读取进行重新排序？
3. 何时应用内存屏障：成功获取互斥体之后和释放它之后？

Answer 1

POSIX 规范列出了必须“与其他线程同步内存”的函数，其中包括pthread_mutex_lock()和 等函数pthread_mutex_unlock()。

附录 A.4.11中详细说明了“同步内存”的函数：

• ...必须被高级编译系统识别，以便内存操作和对这些函数的调用不会通过优化重新排序；和

• ...可能需要添加内存同步指令，具体取决于特定的机器。

从来没有明确指定隐含哪种类型的内存同步指令 - 隐含的规范是，如果您使用一对“同步指令”来确保一个线程中的读取必须在另一个线程中的写入之后发生，那么您的程序将正确操作。这包括编译器和架构重新排序效果。