C Speicherreihenfolge entspannte Beispiel

memory_order_relaxed is suitable for scenarios where only atomicity is required without synchronization or order guarantee, such as counters, statistics, etc. 1. When using memory_order_relaxed, operations can be rearranged by the compiler or CPU as long as the single-threaded data dependency is not destroyed. 2. Im Beispiel erhöhen mehrere Threads den Atomzähler, da nur der Endwert betroffen ist und die Operation konsistent ist, die entspannte Speicherreihenfolge sicher und effizient ist. 3. Fetch_add und Load liefern keine Synchronisation oder sequentielle Einschränkungen, wenn sie entspannt werden. 4. In dem Fehlerbeispiel wird die Synchronisation der Produzentenkonsumenten unter Verwendung von Entspannung implementiert, wodurch der Verbraucher nicht updatierte Datenwerte lesen kann, da keine Bestellgarantie vorliegt. 5. Die korrekte Art und Weise besteht darin, die Freisetzung im Geschäft zu verwenden und in der Last zu erwerben, um eine synchrone Beziehung herzustellen. Zusammenfassung: MEAME_ORDER_RELAXED hat die beste Leistung, eignet sich jedoch nur für Szenarien ohne Abhängigkeit von Cross-Thread Order. Es kann nicht zur Implementierung von Sperre oder Flag -Bit -Synchronisation verwendet werden, andernfalls verursacht sie Datenwettbewerb oder undefiniertes Verhalten.

memory_order_relaxed ist die lockerste Speicherreihenfolge in C -Atomoperationen. Es garantiert nur die Atomizität und liefert keine Synchronisation oder sequentielle Konsistenz. Dies bedeutet, dass Atomoperationen mit memory_order_relaxed vom Compiler oder der CPU neu arrangiert werden können, solange sie die Datenabhängigkeiten innerhalb eines einzelnen Threads nicht beeinflussen.

Wann kann memory_order_relaxed verwendet werden?

Wenn Sie nur Atomizität benötigen, können Sie ohne die Synchronisation oder die Bestellgarantie zwischen Threads memory_order_relaxed verwenden. Gemeinsame Szenarien sind Zähler, Statistiken, Statusflaggen usw.

Beispiel: Zähler mit memory_order_relaxed

Hier ist ein Beispiel für einen Multithread memory_order_relaxed .

 #include <iostream>
#include <Thread>
#include <Vector>
#include <atomic>

std :: atomic <int> counter {0};

void Increment_counter (int n) {
    für (int i = 0; i <n; i) {
        counter
    }
}

int main () {
    const int num_threads = 4;
    const instration_per_thread = 100000;
    std :: vector <std :: thread> threads;

    // Mehrere Threads starten, jeder Thread erhöht den Zähler für (int i = 0; i <num_threads; i) {
        threads.emplace_back (increment_counter, increntions_per_thread);
    }

    // Warten Sie, bis alle Threads für (auto & t: t: threads) {abgeschlossen sind. {
        T.Join ();
    }

    // Ausgabe des Endergebnisses STD :: cout << "endgültiger Zählerwert:" << counter
    std :: cout << "erwartet:" << num_threads * increntions_per_thread << std :: endl;

    Rückkehr 0;
}

veranschaulichen

• fetch_add(1, std::memory_order_relaxed) : Führen Sie einen Atomabzug Operation zu atomaren Variablen durch, legt jedoch keine Synchronisation oder sequentielle Beziehungen zu anderen Speicheroperationen fest.
• load(std::memory_order_relaxed) : Lesen Sie den aktuellen Zählerwert und liefert keine Synchronisation.
• Da wir uns nur um den Endwert des Zählers kümmern und alle Operationen denselben Atombetrieb (Inkrementierung) sind und keine sequentielle Steuerung über Threads hinweg erfordern, ist relaxed und effizient.

Dinge zu beachten

• ✅Safety: Es ist sicher, relaxed in Szenarien zu verwenden, die nur atomare Anforderungen beinhalten.
• ❌ Verwenden Sie es nicht zur Synchronisation: Zum Beispiel können Sie nicht relaxed werden, um Schlösser, Semaphoren oder flag zu synchronisieren (erfordert acquire/release oder stärkere Speicherreihenfolge).
• ❌ Nicht garantierte Reihenfolge: relaxed Operationen bei verschiedenen Variablen in verschiedenen Threads können unterschiedliche Bestellungen in anderen Threads sehen.

Geben Sie ein Beispiel für die falsche Verwendung von relaxed (Tun Sie dies nicht)

 std :: atomic <bool> bereit {false};
int data = 0;

// Thread 1
void Produzent () {
    Daten = 42; // 1
    Ready.Store (true, std :: memory_order_relaxed); // 2
}

// Thread 2
void Consumer () {
    while (! bereit.load (std :: memory_order_relaxed)) {// 3
        // Warten}
    std :: cout << Daten << std :: endl; // mögliche Ausgabe von 0 oder 42 (undefiniertes Verhaltensrisiko)
}

⚠️ Problem: Obwohl ready true , kann Thread 2, da relaxed keine Auftragsgarantien liefert, dass data = 42 nicht geschrieben wurden (neu angeordnet oder Cache ist nicht aktualisiert), wenn ready true .

✅ Richtige Weise: Verwenden Sie release für store und acquire für load , um Synchronisationsbeziehungen aufzubauen.

Zusammenfassen

• memory_order_relaxed ist für atomare Operationen ohne Synchronisationsanforderungen wie Zähler geeignet.
• Es funktioniert am besten, ist aber am schwächsten und kann nicht für die Synchronisation zwischen Thread verwendet werden.
• Stellen Sie sicher, dass es bei Verwendung keine sequentielle Abhängigkeit gibt, andernfalls führt dies zu Datenrennen oder logischen Fehlern.

Grundsätzlich ist alles nicht kompliziert, aber leicht zu ignorieren.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonC Speicherreihenfolge entspannte Beispiel. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!