多線程和無序執行

Question

假設我們有一個多線程的C程序（pthreads），並且各個線程的（非同步）共享變量訪問不會被編譯器重新排序。 x86 CPU是否尊重共享變量訪問的順序（在單個線程中），還是有可能重新排序某些內存訪問？

Answer 1

非同步共享變量訪問是危險的，並且亂序是其原因之一。
x86保持寫入順序（在一個線程內），但不能讀取。

如果您認爲訂單仍然存在，這可能會讓您陷入困境。例如：
線程A寫入x然後寫入y。假設編譯器沒有對它重新排序，CPU不會重新排序（x86不會，其他可能）。
線程B讀取y，然後讀取x。你可能會認爲，如果它具有y的新價值，那麼你肯定也會得到x的新價值。
並非如此。 CPU可能會對線程B的讀取進行重新排序，所以y會被更早讀取。

編輯：爲「單向的男人」中指出，在這種情況下，X86保證排序（但不是所有的處理器！）。
我引用英特爾軟件開發人員手冊：

寫入由單個處理器中所有 處理器相同的順序觀察。

這對於多處理器寫入來說並不正確 - 它們看起來可能被不同的處理器按不同的順序排列。

但是，我強烈建議不要依賴它，並使用適當的同步來代替。
同步原語是通過原子操作和/或障礙來實現的，它們保證您的安全。

Answer 2

由於存儲緩衝區的存在，一些重新排序是可能的。見例如https://www.cl.cam.ac.uk/~pes20/weakmemory/cacm.pdf

但是，重排序只能看到幾個線程，在單個線程中，該線程的所有訪問都按順序發生。