multithreading - 为什么单个 CPU 核心上不会出现指令重排序问题？

Question

从此post :

Two threads being timesliced on a single CPU core won't run into a reordering problem. A single core always knows about its own reordering and will properly resolve all its own memory accesses. Multiple cores however operate independently in this regard and thus won't really know about each other's reordering.

为什么指令重排序问题不能发生在单个CPU核心上？本文不做解释。

示例:
以下图片摘自Memory Reordering Caught in the Act :

记录如下:

我认为记录的指令也可能在单个 CPU 上引起问题，因为 r1 和 r2 都不是 1。

Answer 1

A single core always knows about its own reordering and will properly resolve all its own memory accesses.

单个 CPU 核心会重新排序，但它知道自己的重新排序，并且可以采取巧妙的技巧来假装它没有重新排序。因此，事情进展得更快，而且没有奇怪的副作用。

Multiple cores however operate independently in this regard and thus won't really know about each other's reordering.

当一个 CPU 重新排序时，其他 CPU 无法对此进行补偿。想象一下，如果 CPU #1 正在等待对变量 A 的写入，然后它会从变量 B 中读取。如果 CPU#2 写入变量 B，然后写入变量 A，如代码所示，不会出现问题。如果CPU#2重新排序以首先写入变量A，则CPU#1不知道并尝试在变量B有值之前读取它。这可能会导致崩溃或任何“随机”行为。 (英特尔芯片有更多魔力让这种情况不会发生)

Two threads being timesliced on a single CPU core won't run into a reordering problem.

如果两个线程都在同一个 CPU 上，那么写入发生的顺序并不重要，因为如果它们被重新排序，那么它们都在进行中，并且 CPU 不会真正切换，直到两者都发生被写入，在这种情况下，可以安全地从其他线程读取它们。

Example

如果代码在单核上出现问题，则必须重新排列进程 1 中的两条指令并被进程 2 中断并在两条指令之间执行。但如果在它们之间被中断，它知道它必须中止它们，因为它知道它自己的重新排序，并且知道它处于危险状态。因此，它要么按顺序执行这些操作，要么在切换到进程 2 之前执行这两个操作，或者在切换到进程 2 之前都不执行任何操作。所有这些都避免了重新排序问题。