如何強制std :: atomic在其他std :: atomic被寫入後被讀取？

Question

我有兩個線程，生產者和消費者。數據交換由兩個指針的std ::原子公司內部控制：

std::atomic<TNode*> next = nullptr; 
std::atomic<TNode*> waiting = nullptr; 

螺紋生產者出臺所準備的數據和事後檢查等待的值：

TNode* newNext = new TNode(); 
// ... fill *newNext ... 
next.store(newNext, std::memory_order_release); 
TNode* oldWaiting = waiting.load(std::memory_order_seq_cst); 
if(oldWaiting == nullptr) 
{ 
    /* wake up Consumer */ 
} 

它是crucical負載在waiting之後來到next，但std::memory_order_seq_cst的店鋪比我真正需要更強的保證，因爲我真的只需要這兩個訪問固定的順序。 是否有可能在不需要memory_order_seq_cst的情況下獲得我需要的內存順序？

下面是圖片的其餘部分：

螺紋消費者檢查next。如果它發現它爲空，它會設置waiting在阻塞自身之前發信號給Producer。

TNode* newCurrent = next.load(std::memory_order_consume); 
if(newCurrent == nullptr) 
{ 
    waiting.store(current, std::memory_order_relaxed); 
    /* wait, blocking, for next != nullptr */ 
} 
current = newCurrent; 

整個事情是一個生產者 - 消費者隊列，在不需要所有複雜機制的情況下保持低鎖定的需要。 next實際上是一個單鏈表的當前節點。數據通常以突發形式出現，因此在大多數情況下，消費者會發現大量節點已準備好用於消費;除了極少數情況外，兩個線程都只在突發之間經過一次鎖定和阻塞/喚醒。

Answer 1

簡短的回答：

編譯器可以自由地重新排序存儲器存取（或者即使在不揮發的Elid他們）不同之處在於：

如果指定商店是memory_order_release負載指定memory_order_acquire之前，那麼編譯器必須尊重你的意圖，而不是重新排序負載以「在商店之前發生」。

順序一致性將實現這一點，而不會給維護人員頭疼。它在即將到來的arm 8上也是最優效率的，它將是第一個正確實現指令負載採集和存儲釋放的處理器。

你可以找到你所需要的一切瞭解一下這兩個會談C++原子能公司：

https://channel9.msdn.com/Shows/Going+Deep/Cpp-and-Beyond-2012-Herb-Sutter-atomic-Weapons-1-of-2

https://channel9.msdn.com/Shows/Going+Deep/Cpp-and-Beyond-2012-Herb-Sutter-atomic-Weapons-2-of-2

我會建議他們必須觀看試圖與原子能任何事情之前。

看完它們之後，你可能會意識到，即使你認爲你做過，你以前也不知道有關原子的事情。這對我來說當然是這種情況。

Answer 2

你實質上是在尋找memory_order_release的鏡像順序。那是memory_order_acquire。

這比你要求的稍強。在.load之後沒有內存訪問可以重新排序。但是，CPU通常不提供部分排序兩次訪問的方法，因此C++也沒有這種粒度。

C++理論上也有release/consume排序，但沒有人真的需要它。

Answer 3

要非常小心。你將需要一個釋放圍欄和一個獲取圍欄的地方，以確保您執行的寫入期間：

TNode* newNext = new TNode(); 
// ... fill *newNext ... 

消費者可見。

最近您可以做的是在消費者然後執行原子的「放鬆」閱讀，然後執行獲取並開始「消費」該對象。 在一些（大多數？）架構上可能沒有任何作用。

請閱讀'使用獲取和釋放柵欄的演練'http://preshing.com/20130922/acquire-and-release-fences/。

我無法寫出更接近你正在做的工作示例的東西。製片人/消費者是（面對它）教科書的挑戰。

稍有問題。我會用std::condition_variable。他們是爲此而製作的。

稍微偏離問題我不太喜歡你的鎖定策略。 這取決於生產者/消費者可能需要多長時間，但是如果像你這樣的生產者'爆發'說它可能是一個壞主意，阻止它白色消費者正在工作。你已經有效地讓他們輪流。 你可以做什麼（只需要一點小心），讓Producer能夠在隊列後面的（TNodes）上推動工作，幾乎不受消費者的阻礙。所以如果消費者需要一段時間，生產者可能不會構成延遲開銷。

這是使不具有一個設計：

/* wait, blocking, for next != nullptr */ 

這阻礙了

TNode* newNext = new TNode(); 
// ... fill *newNext ... 

在接下來的工作項目。 NB：如果消費者在邏輯上必須完成纔可能發生，那麼此任務的並行性的整個想法就會變得糟糕，而且您可能會順序執行。