并发的fetch_add和compare_exchange_weak交互

Question

考虑 T1 和 T2 之间的以下交互。 T2 是否会错过 T1 的通知而暂停？ 换句话说，是否会发生

compare_exchange_weak

成功而T1读取到的值不是

THREAD_SLEEP

aftercompare_exchange_weak成功？

我很困惑，因为在这个例子中，除了

tq_seq_

之外没有其他共享内存变量，所以为什么内存顺序很重要？

#define THREAD_SLEEP 10000000

// T1: Producer Thread
void T1() {
    auto current = tq_seq_.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
    if (current == THREAD_SLEEP) {
        WakeT2();
    }
}

// T2: Consumer Thread
void T2() {
    while (true) {
        auto start_seq = tq_seq_.load(std::memory_order_acquire);
        // ... (perform some if any)
       
        // Attempt to sleep if no notifications arrived
        if (tq_seq_.compare_exchange_weak(
                start_seq,
                THREAD_SLEEP,
                std::memory_order_acquire)) {
            thread_suspend(); // Suspend T2 until woken by T1
        }
    }
}

Answer 1

也就是说，会不会出现compare_exchange_weak成功后，T1在

THREAD_SLEEP

成功后读取到的不是

compare_exchange_weak

的值？

是的，这是可能的，因为

fetch_add

（或 C++ 中的任何其他原子操作）不能保证对最新值（实时）进行操作。

tq_seq_.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed)

都会

• 读取旧值（例如，

  42

  ），递增并写入更新的值（

  43

  ），或者
• 读取最新值

  THREAD_SLEEP

  ，递增并写入

  THREAD_SLEEP + 1

因此，可能的事件顺序是：

1. T1 来电

   WakeT2()

2. T2 醒来并开始工作
T2 上的

3. compare_exchange_weak

   成功，但其效果不会立即对 T1 可见
4. T1 稍后（实时）调用

   fetch_add

   ，读取

   42

   并写入

   43

5. compare_exchange_weak

   的效果现在变得可见，如果T1现在假设调用

   fetch_add

   ，它将读取

   THREAD_SLEEP

   并写入

   THREAD_SLEEP + 1

然而，你可能担心的，也是绝对不可能的是，T1读取

42

，观察到

THREAD_COUNT

被写入，并写入

43

，从而“吞掉”或“覆盖”效果

compare_exchange_weak

就好像它从未发生过一样。