C++11 内存排序——区别？

Question

我目前正在阅读《Concurrency in Action》，在第 111 页上，它给出了与 std::atomic_flag 相关的示例代码，以解释内存排序的工作原理:

f.clear(std::memory_order_release);
bool x = f.test_and_set();

但它只说:

Here, the call to clear()explicitly requests that the flag is cleared with release semantics, while the call to test_and_set() uses the default memory ordering for setting the flag and retrieving the old value.

他们实际上并没有解释区别是什么。有人可以提供这些内存排序如何工作的一般概述吗？所以不只是我上面提到的那个，我相信还有几个:

memory_order_relaxed
memory_order_release
memory_order_seq_cst
memory_order_consume
memory_order_acquire
memory_order_acq_rel

Answer 1

非正式表征(与一袋盐一起接受):

• SEQ_CST:只要不存在数据竞争，代码的行为就好像它是简单的线程交错，不会观察到重新排序。
• RELEASE/ACQUIRE:一个版本“发布”一个写入，并且在同一内存位置上的读取与该写入同步。例如，互斥锁可能执行ACQUIRE，而互斥锁解锁RELEASE。另一个例子:

示例(原子操作在括号中标有它们的内存顺序):

t1:                                   t2:
   data = foo                            while not data_valid; (ACQUIRE)
   data_valid = true; (RELEASE)          bar = data;

• ACQ_REL:为原子 RMW(读取-修改-写入)操作执行获取和释放。请注意，您可以指定对成功的 RMW 使用 ACQ_REL，如果 RMW 操作失败，则使用另一个内存顺序。
• RELEASE/CONSUME:您发布一个指向结构的指针，读取“消耗”该发布，并且可以访问指向的数据。某些 Alpha 处理器具有拆分缓存，这意味着您可以从缓存的一个 bank 读取一个指针，而指向的数据可能不在该缓存的其他 bank 上。在 Linux 上实现的 RCU 中，rcu_derefence() 负责在读取指针和取消引用之间的 Alpha 上插入读取屏障。请注意，已经有人讨论过完全改变消耗内存顺序的规范(在一个名为 "arch: atomic rework" 的邮件列表线程上)，因为这对编译器编写者来说似乎不切实际。特别是，当前标准允许您发布 p，而 *(q + (p-p)) 依赖于此。有些人认为这根本没有意义。
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