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C++ 11引入了标准化的内存模型.这是什么意思?它将如何影响C++编程?

C++ 11引入了标准化的内存模型,但究竟是什么意思呢?它将如何影响C++编程?

这篇文章(引用Herb SutterGavin Clarke)说,

内存模型意味着C++代码现在有一个标准化的库可以调用,无论是谁编译器以及它运行的平台.有一种标准方法可以控制不同线程与处理器内存的对话方式.

"当你谈论在标准中的不同内核之间分割[代码]时,我们正在谈论内存模型.我们将优化它,而不会破坏人们将在代码中做出的以下假设," Sutter说.

好吧,我可以在网上记住这个和类似的段落(因为我从出生以来就拥有自己的记忆模型:P),甚至可以发布作为其他人提出的问题的答案,但说实话,我并不完全明白这个.

C++程序员以前用于开发多线程应用程序,那么如果它是POSIX线程,Windows线程或C++ 11线程,它又如何重要呢?有什么好处?我想了解低级细节.

我也觉得C++ 11内存模型与C++ 11多线程支持有某种关系,因为我经常将这两者结合在一起.如果是,究竟是怎么回事?他们为什么要相关?

由于我不知道多线程的内部工作原理以及内存模型的含义,请帮助我理解这些概念.:-)

c++ multithreading memory-model language-lawyer c++11

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除了提供必要的保证外,硬件内存屏障是否可以更快地了解原子操作?

TL;DR:在生产者-消费者队列中,放置一个不必要的(从 C++ 内存模型的角度来看)内存栅栏或不必要的强内存顺序是否有必要以牺牲可能更差的吞吐量为代价来获得更好的延迟?


C++ 内存模型是在硬件上执行的,方法是使用某种内存栅栏来实现更强的内存顺序,而不是将它们放在较弱的内存顺序上。

特别是,如果生产者这样做store(memory_order_release),而消费者使用 观察存储的值load(memory_order_acquire),则加载和存储之间没有围栏。在 x86 上根本没有栅栏,在 ARM 上栅栏是在存储之前和加载之后进行放置操作。

没有围栏存储的值最终会被没有围栏的负载观察到(可能在几次不成功的尝试之后)

我想知道在队列的两侧放置围栏是否可以更快地观察到值?如果有围栏和没有围栏,延迟是多少?

我希望只有一个循环load(memory_order_acquire)pause/yield限制为数千次迭代是最好的选择,因为它无处不在,但想了解原因。

由于这个问题是关于硬件行为的,我希望没有通用的答案。如果是这样,我主要想知道 x86(x64 风格),其次是 ARM。


例子:

T queue[MAX_SIZE]

std::atomic<std::size_t>   shared_producer_index;

void producer()
{
   std::size_t private_producer_index = 0;

   for(;;)
   {
       private_producer_index++;  // Handling rollover and queue full omitted

       /* fill data */;

      shared_producer_index.store(
          private_producer_index, std::memory_order_release);
      // Maybe barrier here or stronger order above?
   }
}


void consumer()
{
   std::size_t private_consumer_index = 0;

   for(;;)
   {
       std::size_t observed_producer_index = shared_producer_index.load( …
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c++ x86 arm cpu-architecture memory-barriers

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