在C++中，获取/释放原子访问和结合围栏的放松访问之间有什么有效的区别吗

Question

具体而言，之间是否存在任何有效差异

i = a.load(memory_order_acquire);

或

a.store(5, memory_order_release);

和

atomic_thread_fence(memory_order_acquire);
i = a.load(memory_order_relaxed);

或

a.store(5, memory_order_relaxed);
atomic_thread_fence(memory_order_release);

分别？

非宽松的原子访问提供信号围栏和线程围栏吗？

Answer 1

在您的代码中，对于load和store，围栏和原子操作之间的顺序应该颠倒，然后它与独立操作类似，但存在差异。

对原子变量的获取和释放操作充当单向屏障，但方向相反。也就是说，存储/释放操作防止在它之前(在程序源中)的内存操作在它之后被重新排序，而加载/获取操作可防止后面的内存操作在它之前被重新排序。

// thread 1
// shared memory operations A
a.store(5, std::memory_order_release);
x = 42; // regular int

// thread 2
while (a.load(std::memory_order_acquire) != 5);
// shared memory operations B

内存操作A不能向下移动到store/release以下，而内存操作B不能向上移动到load/acquire以上。一旦线程2读取5，内存操作A对B可见，同步就完成了
作为单向屏障，对x的写入可以加入甚至先于内存操作a，但由于它不是获取/释放关系的一部分，线程2无法可靠地访问x。

用独立的线程围栏和宽松的操作取代原子操作是类似的：

// thread 1
// shared memory operations A
std::atomic_thread_fence(memory_order_release);
a.store(5, std::memory_order_relaxed);

// thread 2
while (a.load(std::memory_order_relaxed) != 5);
std::atomic_thread_fence(memory_order_acquire);
// shared memory operations B

这实现了相同的结果，但一个重要的区别是，两个围栏都不是单向屏障；如果他们这样做了，则到a的原子存储可以在释放围栏之前重新排序，来自a的原子加载可以在获取围栏之后重新排序，并且这将打破同步关系。

一般情况下：

• 一个独立的发布围栏可以防止前面的操作被后面的(原子)存储重新排序
• 独立的获取围栏可以防止以下操作被前面的(原子)加载重新排序

该标准允许采集/释放围栏与采集/释放操作混合使用。

非松弛原子访问是否提供信号围栏和线程围栏？

我不完全清楚你在这里问什么，因为线程围栏通常与宽松的原子操作一起使用，但是std::thread_signal_fence类似于std::atomic_thread_fence，不同之处在于它应该在同一线程内操作，并且因此编译器不生成用于线程间同步的CPU指令。它基本上只充当编译器的屏障。

Answer 2

您需要

atomic_thread_fence(memory_order_release);
a.store(5, memory_order_relaxed);

和

i = a.load(memory_order_relaxed);
atomic_thread_fence(memory_order_acquire);

更换

a.store(5, memory_order_release);

和

i = a.load(memory_order_acquire);

非松弛原子访问确实提供了信号围栏以及线程围栏。