理解原子变量之三：原子性与memory_order_relaxed

目录CPU与内存的关系原子性典型使用场景在本系列的第一篇文章理解原子变量之一从互斥锁到原子变量最粗浅的认识_原子互斥-CSDN博客我通过几个实例从感性认识的角度介绍了原子性。本文在第一篇文章的基础上从理性认识的角度进一步讲述原子性的含义。下一篇文章将详细描述可见性。CPU与内存的关系现代的CPU一般都是多核(core)CPUCPU与内存的关系如下图所示。下面的图来自大白话C之一文搞懂C多线程内存模型(Memory Order)_c memory order-CSDN博客原子性可见CPU通常不会直接对主内存(RAM)进行读写因为CPU的核(core)与RAM之间隔了几级的缓存(cache)以及寄存器。假如内存里有一个变量acpu给该变量1的过程可能是这样的先把新的值写入cache然后把cache的内容写入ram。可见这个写入过程可能不是一步完成的。假如在这个过程里另一个cpu的core也要操作a那么两个线程之间就可能发生访问冲突。理想情况下既然两个线程分别要给a1那么最后a的结果应该2才对。但是最后a的结果可能没有2而是仅仅1.这便是对原子性的破坏。在std::memory_order - cppreference.com有一段对memory_order_relaxed功能的描述仅对此操作要求原子性。这里任何遵守原子性的操作都保证本操作是不可分割的即在执行遵守原子性的操作不能被在中途被其他操作插入干预。这也是std::memory_order的6个内存序都必须满足的要求当然也就是原子操作的最低要求。在前一篇文章理解原子变量之二从volatile到内存序-进一步的认识-CSDN博客里我提到了原子变量的功能分为三部分原子性、可见性和限制指令重排。memory_order_relaxed仅具备原子性不保证可见性和限制指令重排所以它是6种内存序里面最弱的内存序。典型使用场景store操作与fetch_add操作是运用memory_order_relaxed的典型场景。既然fetch_add遵守memory_order_relaxed次序则取数据再加上然后储存回去就是一套不可分割的连贯动作。见std::memory_order - cppreference.com下一篇文章将结合另外两个内存序memory_order_acquire与 memory_order_release描述可见性。