Зачем устанавливать флаг остановки с помощью Memory_order_seq_cst, если вы проверяете его с помощью Memory_order_relaxed?

Контекст

В своем докладе об «атомном оружии» Херб Саттер демонстрирует пример, где основной поток устанавливает флаг остановки с помощью Memory_order_seq_cst, а несколько рабочих потоков проверяют этот флаг. используя Memory_order_relaxed. Саттер объясняет, что использование Memory_order_relaxed для проверки приемлемо из-за незначительного влияния на задержку. Однако он предлагает использовать Memory_order_seq_cst для операции, которая устанавливает флаг, без указания конкретной причины.

Упорядочение памяти

Здесь решающее значение имеет понимание концепции упорядочения памяти. Порядок памяти определяет гарантии видимости и синхронизации, обеспечиваемые атомарными операциями. В этом примере использование Memory_order_seq_cst для установки флага обеспечивает следующее:

• Запись во флаг остановки становится видимой для всех других потоков в течение конечного периода времени.
• Переупорядочение других операций с памятью невозможно.

Влияние на производительность

В то время как использование Memory_order_seq_cst для операции записи может показаться чрезмерным, учитывая, что операция загрузки использует Memory_order_relaxed, на самом деле это не имеет существенных последствий для производительности. Реализации необходимы для того, чтобы сделать атомарные хранилища видимыми в течение разумного периода времени, независимо от используемого порядка памяти.

Преимущества Memory_order_seq_cst

Хотя влияние на задержку использования Memory_order_seq_cst для операции записи минимально , он предоставляет несколько преимуществ:

• Thread Безопасность: Memory_order_seq_cst гарантирует, что запись в стоп-флаг будет своевременно видна всем потокам, сводя к минимуму риск возникновения состояний гонки.
• Избежание переупорядочения: Это предотвращает другие операции с памятью не переупорядочиваются перед записью, гарантируя сохранение предполагаемого порядка событий.
• Оптимально Распараллеливание: Поддержание флага остановки в актуальном состоянии позволяет рабочим потокам эффективно проверять его значение, не дожидаясь ненужной синхронизации памяти.

Вывод

В заключение, использование Memory_order_seq_cst для установки флаг остановки в этом примере предназначен не для оптимизации производительности, а для обеспечения корректности и безопасности потоков. Хотя Memory_order_relaxed приемлем для операции загрузки, использование Memory_order_seq_cst для операции записи обеспечивает дополнительные гарантии без ущерба для производительности.