我们是否需要一次性自旋锁的内存获取屏障？

Question

对于锁（自旋锁、互斥锁），我们通常需要在加锁时添加acquire fence以保证锁的功能。

但这对于一次性自旋锁来说是必要的吗？例如：

int val = 0;
int lock = 0;

void thread0(void)
{
    int tmp = 0;
    if (atomic_compare_exchange_strong_explicit(&lock, &tmp, 1, memory_order_relaxed, memory_order_relaxed)) { // do we need memory_order_acquire here ?
        assert(!val); // will it always success?
        val = 1;
    }
}

// same as thread0
void thread1(void)
{
    int tmp = 0;
    if (atomic_compare_exchange_strong_explicit(&lock, &tmp, 1, memory_order_relaxed, memory_order_relaxed)) {
        assert(!val);
        val = 1;
    }
}

更具体地说，以下代码在armv7-a架构上是否正确（与上面提到的C代码可能存在一些差异）：

val:
    .long 0
lock:
    .long 0

core0:
    mov r0, #val
    mov r1, #lock
    mov r4, #1
2:
    ldrex r2, [r1]
    cmp r2, #0
    beq 1f
    bx  lr  // ret
1:
    strex r3, r4, [r1]
    cmp r3, #0
    bne 2b

    // without acquire fence
    ldr r5, [r0] // is r5 != 0 allowed?



core1:
    mov r0, #val
    mov r1, #lock
    mov r4, #1
2:
    ldrex r2, [r1]
    cmp r2, #0
    beq 1f
    bx  lr  // ret
1:
    strex r3, r4, [r1]
    cmp r3, #0
    bne 2b

    dmb ish  // acquire fence
    str r4, [r0]  // store 1

Answer 1

断言总是成功，因为只有一个线程或另一个线程运行

if

主体，并且它在同一线程中的

val=1

之前排序。

原子 RMW 决定哪个线程赢得竞争，但它不需要与任何先前的编写器同步以防止其“关键部分”重叠。 （https://preshing.com/20120913/acquire-and-release-semantics/）

你没有关键部分。

val

的加载可能发生在 CAS 之前，但这仍然没问题，因为那时您仍然会加载初始值。 并且没有

release

存储，因此其他线程不会知道您的

val

更新已完成。

我不会将其称为一次性自旋锁，这可能会产生误导性的影响，例如您将与

lock

变量同步。 （顺便说一句，

lock

需要下注

atomic_int

又名

_Atomic int

不简单

int

。）