单个加载是否与多个存储同步？

Does a single load synchronize with multiple stores?(单个加载是否与多个存储同步？)

问题描述

以下引用自C++ Standard - Memory Order：

如果线程A中的原子存储被标记为MEMORY_ORDER_RELEASE，而线程B中来自同一变量的原子加载被标记为MEMORY_ORDER_ACCENTE，则从线程A的角度来看，在原子存储之前发生的所有内存写入(非原子和松弛原子)在线程B中都成为可见的副作用。也就是说，一旦原子加载完成，线程B将确保看到线程A写入内存的所有内容。 仅在释放和获取相同原子变量的线程之间建立同步。其他线程可以看到与其中一个或两个同步线程不同的内存访问顺序。

考虑原子变量v和以下步骤：

1. 线程A存储在v中使用memory_order_release
2. 线程B存储在v中使用memory_order_release
3. 线程C使用memory_order_acquire从v加载

以下陈述是否正确： 保证线程C看到线程A或B写入内存的所有内容。&q；

编辑： 我将我的评论移到这里是为了更清楚地说明这一点。

我上面的C++引号没有提到B必须阅读A所写的内容。它所说的就是A和B在同一个变量上释放/获取。这正是我在这3个步骤中所做的：A和B释放一些东西，而C获得一些东西。规格中的哪里说获取了与上一个版本匹配的内容，而不一定是之前的任何内容？

推荐答案

v中的加载与两个存储中写入v.load()返回的值的任何一个同步。

标准本身使这一点更加明确。参见n3337原子。顺序p2：对原子对象M执行释放操作的原子操作A与对M执行获取操作的原子操作B同步，并从以A为首的释放序列中的任何副作用中获取其值。

为了说明这一点，这里有一个示例：

int a,b;
std::atomic<int> v = 0;

void thread_A() {
    a = 42;
    v.store(10, std::memory_order_release);
}

void thread_B() {
    b = 17;
    v.store(20, std::memory_order_release);
}

void thread_C() {
    switch (v.load(std::memory_order_acquire)) {
    case 10:
        // thread A must have done this store
        std::cout << a; // ok, prints 42
        std::cout << b; // UB, data race
        break;
    case 20:
        // thread B must have done this store
        std::cout << a; // UB, data race
        std::cout << b; // ok, prints 17
        break;
    case 0:
        // neither A or B has done its store
        std::cout << a; // UB, data race
        std::cout << b; // UB, data race
        break;
    }
}

因此，如果线程C中的v.load()返回10，我们从程序的逻辑中知道该值一定是由线程A中的v.store()存储的；我们程序中的其他任何地方都无法做到这一点。由于该存储上的释放顺序，线程A之前进行的所有写入也是可见的。我们可以安全地从非原子变量a读取，并保证获得值42。

更正式地说，v.store(10)与返回10的v.load()同步，v.load()在cout << a之前排序，所以v.store(10)线程间发生在cout << a(intro.多线程p11)之前。和a = 42是在v.store(10)之前排序的，正如我们所说的线程间在cout << a之前，所以a = 42线程间在cout << a之前；特别是a = 42在cout << a(P12)之前，所以没有数据竞争(P21)。而且，a = 42相对于cout << a(P13)是可见的副作用，且a没有其他副作用可见，因此cout << a中a的评价值应为a = 42存储的值，即42。