std::memory_order_relaxed 与 fetch_add

Question

我正在尝试更深入地了解宽松的内存排序。根据 CPP 参考，没有同步，但原子性仍然得到保证。在这种情况下原子性不需要某种形式的同步，例如下面的 fetch_add() 如何保证只有一个线程将值从 y 更新为 y +1，特别是如果写入对不同线程来说可能是无序可见的？是否存在与 fetch_add 关联的隐式同步？

memory_order_relaxed 宽松操作：对其他读取或写入没有同步或排序约束，仅保证此操作的原子性（请参阅下面的宽松排序）

#include <thread>
#include <iostream>
#include <atomic>
#include <vector>
#include <cassert>

using namespace std;

static uint64_t incr = 100000000LL;

atomic<uint64_t> x;

void g()
{
   for (long int i = 0; i < incr; ++i)
   {
      x.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
   }
}

int main()
{
   int Nthreads = 4;
   vector<thread> vec;
   vec.reserve(Nthreads);
   for (auto idx = 0; idx < Nthreads; ++idx)
      vec.push_back(thread(g));
   for(auto &el : vec)
      el.join();
   // Does not trigger
   assert(x.load() == incr * Nthreads);
}

Answer 1

“同步”在 C++ 中具有非常具体的含义。

其指以下。假设：

1. 线程 A 读取/写入内存 X。（不必是原子的）

2. 线程 A 写入原子变量 Y。（必须是 release 或 seq_cst写）

3. 线程 B 读取变量 Y，并查看 A 先前写入的值。 （必须是获取或seq_cst读取）

   此时，操作 (2) 和 (3) 被认为是彼此同步。

4. 线程 B 读取/写入内存 X。（不必是原子的）

   通常这会导致与线程 A 的数据争用（未定义的行为），但由于同步，不会出现这种情况。

这只适用于release/acquire/seq_cst操作，不适用于relaxed操作。这就是这句话的意思。