在 c++++ 多线程编程中,内存屏障的作用是确保线程之间数据的一致性。它通过强制线程按照预期顺序执行来防止数据竞争。c++ 提供了顺序一致性屏障、acquire/release 屏障和 consume/relaxed 屏障等类型的内存屏障。通过在代码中添加内存屏障,可以防止数据竞争,确保线程之间的正确数据一致性。
C++ 多线程编程中内存屏障的作用
在 C++ 多线程编程中,内存屏障是一段特殊的代码序列,旨在确保线程之间的数据一致性。当多个线程同时访问共享数据时,可能会出现数据竞争的情况,导致数据损坏或程序崩溃。内存屏障通过强制线程按照预期的顺序执行来防止数据竞争。
内存屏障的类型
C++ 中提供了多种类型的内存屏障:
- 顺序一致性屏障 (std::memory_order_seq_cst):确保所有线程看到内存中的数据都是按照顺序一致的。
- acquire/release 屏障 (std::memory_order_acquire/release):acquire 屏障确保在执行时已加载所有数据,而 release 屏障确保在执行后已存储所有数据。
- 其他屏障 (std::memory_order_consume/relaxed):consume 屏障用于禁止优化,relaxed 屏障没有保证,主要用于调试目的。
实战案例
考虑以下示例代码:
int shared_value = 0;
void thread1() {
// 从共享变量中读取
int value = shared_value;
// 使用该值进行计算
value += 1;
// 将更新后的值写入共享变量
shared_value = value;
}
void thread2() {
// 将新的值写入共享变量
shared_value = 10;
}
如果线程 1 和线程 2 并发执行,则有可能读写数据会重叠,导致线程 1 看到共享变量在写入新值之前旧的值。为了防止这种情况,可以在代码中添加内存屏障。
添加顺序一致性屏障后,代码将:
void thread1() {
// 从共享变量中读取
int value = shared_value;
// 使用该值进行计算
value += 1;
// 强制线程按顺序执行
std::atomic_thread_fence(std::memory_order_seq_cst);
// 将更新后的值写入共享变量
shared_value = value;
}
void thread2() {
// 强制线程按顺序执行
std::atomic_thread_fence(std::memory_order_seq_cst);
// 将新的值写入共享变量
shared_value = 10;
}
顺序一致性屏障确保线程 1 在更新共享变量之前加载共享变量的最新值,并且线程 2 在写入共享变量之前等待线程 1 完成计算。这样可以防止数据竞争,确保线程之间的正确数据一致性。
以上就是C++ 多线程编程中 memory barriers 的作用是什么?的详细内容,更多请关注编程网其它相关文章!