C++11 内存模型是否可以防止内存撕裂和冲突?

Does the C++11 memory model prevent memory tearing and conflicts?

本文关键字：内存 撕裂 冲突 模型 是否 C++11      更新时间：2023-10-16

阅读 C++11 的草稿 我对条款 1.7.3 很感兴趣：

内存位置要么是标量类型的对象，要么是具有非零宽度的相邻位字段的最大序列。两个执行线程 （1.10） 可以更新和访问单独的内存位置，而不会相互干扰。

此子句是否保护与硬件相关的争用条件，例如：

  • 在两个总线事务中更新内存（内存撕裂）的未对齐数据访问？
  • 在系统内存单元中具有不同的对象时，例如 32 位字中的两个 16 位有符号整数，并且单独对象的每次独立更新都需要写入整个内存单元（内存冲突）？

关于第二点，标准保证那里不会有比赛。话虽如此，我被告知此保证未在当前编译器中实现，甚至可能无法在某些体系结构中实现。

关于第一点，如果第二点是保证的，并且如果您的程序不包含任何竞争条件，那么自然的结果是这也不会是竞争条件。也就是说，假设标准保证写入不同的子字位置是安全的，那么唯一可以有争用条件的情况是多个线程访问同一个变量（跨字拆分，或者更有可能是有问题的，跨缓存行）。

同样，这可能很难甚至不可能实现。如果未对齐的基准面穿过缓存行，则几乎不可能保证代码的正确性，而不会给性能带来巨大的成本。出于此原因和其他原因（包括原始性能，写入接触两个缓存行的对象涉及将多达 32 个字节写入内存，如果任何其他线程接触任何缓存行，则还涉及缓存同步的成本......

它不能防止内存撕裂，只有当两个线程访问相同的内存位置时，内存撕裂才可见（但该子句仅适用于单独的内存位置）。

根据您的示例，它似乎可以防止内存冲突。 最可能的方法是，一个不能一次写入少于32位的系统将具有32位char，然后两个独立的对象永远不会共享一个"系统内存单元"。 （在具有 32 位char的系统上，两个 16 位整数相邻的唯一方法是作为位域。

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