原子:当任务循环时，内存屏障是否会起作用？

Question

因此，假设我有一个构造，其中两个任务同时运行(伪代码)：

int a, b, c;
std::atomic<bool> flag;

TaskA()
{
    while (1) {
        a = 5;
        b = 2;
        c = 3;
        flag.store(true, std::memory_order_release);
    }
}

TaskB()
{
    while (1) {
        flag.load(std::memory_order_acquire);
        b = a;
        c = 2*b;
    }
}

内存屏障应该位于标志变量处。据我理解，这意味着TaskB中的操作(b =a和c= 2b)是在TaskA中的分配(a = 5，b= 2，c= 3)之后执行的。但这是否也意味着，当TaskA仍在c= 2*b时，TaskB不可能第二次循环执行b=2？这在某种程度上是被阻止的吗，我们的循环开始时需要第二个屏障吗？

Answer 1

如果您在发布存储后立即开始另一次非原子变量的写入，那么任何障碍都不能帮助您避免数据竞争UB。

在读取器读取这些变量时，对a、b和c的非原子写入始终是可能的(而且很有可能)，因此在C抽象机器中有数据争用UB。(在您的示例中，来自非同步的write+read of a、unsynced write+write of b、write+read of b和write+write of c)。

而且，即使没有循环，您的示例仍然无法安全地避免数据竞争UB，因为您的TaskB在flag.load之后无条件地访问a、b和c。因此，不管您是否观察到作者发出的data_ready =1信号，您都可以这样做，即vars已经准备好被读取了。

当然，在实际实现中，重复编写相同的数据不太可能在这里造成问题，但b的读取值将取决于编译器的优化方式。但那是因为你的例子也写了。

主流CPU没有硬件竞争检测，因此它实际上不会出现故障或其他什么，而且如果您确实等待flag==1，然后只读取，即使编写器运行了更多相同值的赋值，您也会看到预期的值。( DeathStation 9000可以通过临时在该空间存储其他东西来实现这些赋值，因此内存中的字节实际上正在改变，而不是第一个发行版存储之前值的稳定副本，但这不是真正的编译器应该做的事情。不过，我不敢打赌，这似乎是一种反模式)。

这就是为什么无锁队列使用多个数组元素，或者seqlock不能这样工作的原因。( seqlock can't be implemented both safely and efficiently in ISO C++是因为它依赖于读取可能被撕裂的数据，然后检测撕裂；如果您使用窄的、足够宽松的原子来处理数据块，则会影响效率。)

想要再次写作的整个想法，也许在读者完成阅读之前，听起来很像你应该研究SeqLock的想法。https://en.wikipedia.org/wiki/Seqlock并在最后一段中看到我链接的答案中的其他链接。