如果我不需要获取语义，那么使用轻松的负载然后是有条件的围栏是有意义的吗？

Question

请考虑以下玩具示例，尤其是结果函数：

#include <atomic>
#include <chrono>
#include <iostream>
#include <thread>

class Worker
{
    std::thread th;
    std::atomic_bool done = false;

    int value = 0;

  public:
    Worker()
        : th([&]
    {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
        value = 42;
        done.store(true, std::memory_order_release);
    }) {}

    int result() const
    {
        return done.load(std::memory_order_acquire) ? value : -1;
    }

    Worker(const Worker &) = delete;
    Worker &operator=(const Worker &) = delete;

    ~Worker()
    {
        th.join();
    }
};

int main()
{
    Worker w;
    while (true)
    {
        int r = w.result();
        if (r != -1)
        {
            std::cout << r << '\n';
            break;
        }
    }
}

我认为我只需要在done.load.load（）返回true时才需要获取半正确可以这样重写：

int result() const
{
    if (done.load(std::memory_order_relaxed))
    {
        std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire);
        return value;
    }
    else
    {
        return -1;
    }
}

这似乎是一件合法的事情，但是我缺乏经验来判断这种变化是否有意义（是否更优化）。

我应该喜欢哪两种形式？

Answer 1

如果大多数检查完成发现它不是对的，并且发生在程序的吞吐量敏感部分中，则是的，即使在ISA上，在ISA上，单独的屏障成本更高。也许是一个用例，例如出口标志，它也标志着某些数据或线程所需的指针。您经常检查，但是大多数时候您不退出，不需要以后的操作才能等待该负载完成。

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这是对某些ISA的胜利（其中负载（获取）已经是负载+屏障），但是在其他ISA上，这通常更糟，尤其是如果我们最关心大多数情况（“快速路径”）是加载<的情况<代码>值。 （在ISA上，围栏（获取）比负载（获取）更昂贵，尤其是带有ARMV8新说明的32位ARM：LDA只是收购负载，但栅栏仍然是<代码> dmb ish 完整障碍。）

如果！完成案例很常见并且还有其他工作要做，那么也许值得考虑权衡，因为std :: memory_order_order_consume < /代码>目前不适合其预期目的。 （请参阅下面的回复：内存依赖订购解决此特定情况没有任何障碍的情况。）

对于其他常见的ISA，不，这是没有意义的，因为它会使“成功”案例变慢，如果最终以一个结局而慢得多完整的障碍。如果这是通过功能的正常快速路径，那显然会很糟糕。

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在X86上没有区别：围栏（获取）是一个no-op，负载（获取）使用与负载相同的ASM（放松）。这就是为什么我们说X86的硬件内存模型是“强订购的”的原因。大多数其他主流ISA并不是这样。

对于某些ISA来说，在这种情况下，这是纯粹的胜利。对于以普通负载实现done.load（获取）的ISA，然后使用相同的屏障指令栅栏（获取）将使用（例如RISC-V或32位没有ARMV8说明的臂）。无论如何，他们都必须分支，所以我们将屏障相对于分支机构放置在哪里。 （除非他们选择无条件加载value并无分支选择，例如mips movn，这是允许的，因为他们已经加载了该类Worker的另一个成员 它是一个有效的指针。

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对象，因此众所周知， （并且会发生在通常是快速路径上；加快“失败”路径通常并不重要。）。

这次获得的不是障碍，而是第二次负载，可能会更好。如果标志只能从0更改为1，则您甚至不需要重新检查其值。在同一线程中订购了对相同原子对象的访问。

（我有一个Godbolt链接，其中有许多ISA的示例，但是浏览器重新启动了。）

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内存依赖顺序可以解决此问题而没有障碍

不幸的是std :: memory_order_consume是暂时弃用的，临时的，否则，您可以通过创建＆amp; value指针，并在done.load.load（消耗）上创建 的两全其美。 。因此，value的加载（如果完成）将在完成的加载之后被依赖性订购，但是其他独立的后期加载将'必须等待。

例如if（（（tmp = done.load（消耗））））和return（＆amp; value）[tmp-1]。在ASM中，这很容易，但是如果不完全工作消耗支持，编译器将优化分支侧面仅使用tmp的使用。 tmp = true 。

因此，唯一需要在ASM中进行这种障碍权衡的ISA是Alpha，但是由于C ++限制，我们无法轻易利用其他ISA提供的硬件支持。

如果您愿意使用尽管没有保证在实践中可以使用的东西，请使用std :: atomic＆lt; int *＆gt;完成= nullptr;并进行＆amp; value而不是= true的发行店。然后在读者中，进行放松加载，而如果（tmp）{return *tmp; } else {return -1; }。如果编译器无法证明唯一的非NULL指针值是＆amp; value，则需要将数据依赖性保持在指针负载上。 （要阻止它证明，也许包括set成员函数，该将任意指针存储在完成中。

） //stackoverflow.com/questions/38280633/c11-the-difference-betweew-memory-order-relaxed-and-memory-order-come-consume/59832012#59832012"> c++11：差异a>以获取详细信息，并链接到保罗·E·麦肯尼（Paul E.加载并取决于编译器，以使ASM具有数据依赖性。 （这需要注意不要写东西可以优化数据依赖性的地方。）