代码例子

性能测试代码

#include <benchmark/benchmark.h>
int A, B;void func1() {A = B + 1;asm volatile("pause" ::: "memory");B = 0;
}void func2() {A = B + 1;B = 0;
}void BM_MemoryBarrier(benchmark::State& state) {for (auto _ : state) {func1();}
}void BM_NoMemoryBarrier(benchmark::State& state) {for (auto _ : state) {func2();}
}int main(int argc, char** argv) {::benchmark::Initialize(&argc, argv);if (::benchmark::ReportUnrecognizedArguments(argc, argv)) return 1;::benchmark::RegisterBenchmark("BM_DemoSleep0", &BM_MemoryBarrier)->Iterations(10000);::benchmark::RegisterBenchmark("BM_DemoSleep1", &BM_NoMemoryBarrier)->Iterations(10000);::benchmark::RunSpecifiedBenchmarks();::benchmark::Shutdown();return 0;
}

结果：

分析

在松散型的内存模型，编译器可以在满足程序单线程执行结果情况下进行reorder，我们看下上面两个函数(func1、func2)的汇编代码：

// 代码void func2() {A = B + 1;B = 0;}
// 汇编代码
movl    B(%rip), %eax
movl    $0, B(%rip)
addl    $1, %eax
movl    %eax, A(%rip)

// 代码
void func1() {A = B + 1;asm volatile("pause" ::: "memory");B = 0;
}
// 汇编代码
movl    B(%rip), %eax
addl    $1, %eax
movl    %eax, A(%rip)
#APP
# 4 "main.cpp" 1pause
# 0 "" 2
#NO_APP
movl    $0, B(%rip)

可以看到正常情况下编译器会将B=0的指令重排，放到将B移至eax寄存器的指令后面，通过使用google benchmark测试也可以看到，编译器优化后的代码比不优化的快几十倍；

总结

在relaxed的内存模型下，编译器可能会将一些指令进行重排（为了效率，提升确实很明显），但这也为多线程同步带来了一些复杂度；

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