concurrency - 什么是内存栅栏？

Question

使用显式内存栅栏是什么意思？

Answer 1

为了提高性能，现代 CPU 通常会乱序执行指令，以最大限度地利用可用芯片(包括内存读/写)。由于硬件强制执行指令完整性，因此您在单个执行线程中永远不会注意到这一点。然而，对于多线程或具有 volatile 内存的环境(例如内存映射 I/O)，这可能会导致不可预测的行为。

内存栅栏/屏障是一类指令，意味着内存读/写按照您期望的顺序发生。例如，“完整栅栏”意味着栅栏之前的所有读/写都在栅栏之后的读/写之前提交。

注意内存栅栏是一个硬件概念。在高级语言中，我们习惯于处理互斥体和信号量 - 这些很可能使用低级内存栅栏来实现，并且不需要显式使用内存屏障。使用内存屏障需要仔细研究硬件架构，并且在设备驱动程序中比应用程序代码更常见。

CPU 重新排序与编译器优化不同 - 尽管结果可能相似。如果这可能导致不良行为(例如在 C 中使用 volatile 关键字)，您需要采取单独的措施来阻止编译器对指令重新排序。