Concurrency 内存屏障与联锁操作

我正在努力提高我对记忆障碍的理解。假设我们有一个弱记忆模型，我们适应了它。在弱记忆模型下，通过增加记忆屏障，是否有可能使其正常工作

我认为答案是令人惊讶的否定。原因（如果我是正确的话）是，尽管可以使用内存屏障来确保读取不会经过另一个，但它不能确保读取不会看到过时的数据（例如缓存中的数据）。因此，它可以看到在过去某个时候，关键部分被解锁（根据CPU的缓存），但在当前时间，其他处理器可能会认为它被锁定。如果我的理解是正确的，那么必须使用互锁操作，例如通常称为测试和设置或比较和交换的操作，以确保多个处理器之间内存位置的值同步一致

因此，我们能正确地期望没有弱记忆模型系统只提供记忆屏障吗？系统必须提供测试和设置或比较和交换等操作才能发挥作用

我意识到，包括x86在内的流行处理器提供的内存模型比弱内存模型强得多。请集中讨论弱内存模型

（如果Dekker的算法是一个糟糕的选择，请选择另一种互斥算法，如果可能的话，在这种算法中，内存障碍可以成功地实现正确的同步。）

一些障碍（例如powerpc isync和ia64上的.acq负载）也会对后续负载产生影响。ie：如果由于预取而在isync之前有可用的加载，则必须将其丢弃。如果使用得当，也许这足以使Dekker的算法在弱内存模型上工作

您还可以使用缓存失效逻辑。如果您知道您的负载是当前的，这是由于类似于isync的原因，并且如果另一个cpu接触到数据的缓存版本，则数据的缓存版本将无效，那么这就足够了吗

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除了有趣的问题之外，Dekker的算法在所有实际用途上都是愚蠢的。你会想在任何实际应用中使用原子硬件接口和内存屏障，所以专注于如何用原子解决Dekker的问题对我来说似乎不值得；）

假设您在每个语句之后都设置了加载和存储屏障，此外，您还确保编译器不会对存储进行重新排序。在任何合理的架构上，这难道不能提供严格的一致性吗？Dekker致力于顺序一致的体系结构。顺序一致性是比严格一致性弱的条件

即使在一致性模型较弱的CPU上，您仍然希望缓存一致性。我认为事情偏离轨道的地方是存储缓冲区和推测读取的行为，以及可用的刷新存储写入和使推测读取无效的操作。如果没有可以使推测的读取无效的加载围栏，或者没有刷新存储缓冲区的写入围栏，除了无法实现Dekker的之外，您将无法实现互斥

这是我的要求。如果有写屏障和读屏障，并且CPU之间的缓存是一致的，那么可以通过在每条指令之后刷新写（存储围栏），在每条指令之前刷新推测（读围栏），轻松地使所有代码顺序一致。所以我声称，你所谈论的东西不需要原子，你只需要用Dekker的原子就可以做你所需要的。你肯定不想

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顺便说一句，我工作的公司Corensic为调试并发问题编写了很酷的工具。检查。

内存屏障不能确保读取看到最新值，这是正确的。它所做的是在操作之间强制排序，无论是在单个线程上还是在线程之间

例如，如果线程A执行一系列存储，然后在最终存储到标志位置之前执行释放屏障，线程B从标志位置读取，然后在读取其他值之前执行获取屏障，那么其他变量将具有线程A存储的值：

//最初x=y=z=flag=0
//穿过
x=1；
y=2；
z=3；
释放_屏障（）；
flag=1；
//线程B
while（flag==0）；//循环直到标志为1
获得障碍物（）；
断言（x==1）；//断言不会被激发
断言（y==2）；
断言（z==3）；

当然，您需要确保加载和存储到

标志

是原子的（只要变量适当对齐，最常见的CPU上都有简单的加载和存储指令）。如果线程B上没有while循环，线程B可能会读取

标志

的过时值（0），因此无法保证为其他变量读取任何值

因此，在Dekker算法中，围栏可以用来强制同步

这里是C++中的一个示例实现（使用C++ 0x原子变量）：

std:：原子标记0（假）、标记1（假）；
std：：原子转动（0）；
无效p0（）
{
flag0.store（true，std:：memory\u order\u released）；
标准：原子线程围栏（标准：内存顺序顺序cst）；
while（flag1.load（std:：memory\u order\u released））
{
如果（旋转加载（标准：：内存\u顺序\u松弛）！=0）
{
flag0.store（false，std：：内存\u顺序\u松弛）；
while（旋转加载（标准：：内存\u顺序\u松弛）！=0）
{
}
flag0.store（true，std:：memory\u order\u released）；
标准：原子线程围栏（标准：内存顺序顺序cst）；
}
}
std:：原子线程围栏（std:：内存顺序获取）；
//临界截面
翻转存储（1，标准：：内存\u顺序\u松弛）；
std：：原子线程围栏（std：：内存命令释放）；
flag0.store（false，std：：内存\u顺序\u松弛）；
}
无效p1（）
{
flag1.store（true，std:：memory\u order\u released）；
标准：原子线程围栏（标准：内存顺序顺序cst）；
while（flag0.load（std:：memory\u order\u released））
{
如果（旋转）加载（标准：：内存\u顺序\u关系