具有 memory_order_relaxed 的存储是否可能永远不会到达其他线程？

Question

假设我有一个线程A写入一个atomic_int x = 0; , 使用x.store(1, std::memory_order_relaxed); . 如果没有任何其他同步方法，使用x.load(std::memory_order_relaxed);其他线程需要多长时间才能看到这一点x.load(std::memory_order_relaxed); ? 鉴于标准给出的 C/C++ 内存模型的当前定义，写入x的值是否可能完全保持线程本地？

我手头的实际情况是线程B经常读取atomic_bool以检查它是否必须退出； 另一个线程在某个时候向这个 bool 写入true ，然后在线程 B 上调用 join()。显然我不介意在线程 B 甚至可以看到 atomic_bool 被设置之前调用 join()，我也不介意线程何时在我调用 join() 之前，B 已经看到了变化并退出了执行。 但我想知道：在双方都使用memory_order_relaxed ，是否可以调用 join() 并“永远”阻止，因为更改永远不会传播到线程 B？

编辑

我联系了 Mark Ba​​tty（在数学上验证并随后修复 C++ 内存模型要求背后的大脑）。 本来是关于别的（后来证明是 cppmem 和他的论文中的一个已知错误；所以幸运的是我没有完全自欺欺人，也借此机会问他这个问题；他的回答是：

Q：理论上可以这样的存储[memory_order_relaxed without (any following) release operation]永远不会到达其他线程吗？
马克：理论上，是的，但我认为没有观察到。
问：换句话说，除非你将它们与一些释放操作（并在另一个线程上获取）结合起来，假设你想让另一个线程看到它，否则宽松存储没有任何意义吗？
马克：他们的几乎所有用例都使用发布和获取，是的。

Answer 1

这就是标准对此事的全部看法，我相信：

[intro.multithread]/25实现应确保原子或同步操作分配的最后一个值（按修改顺序）在有限的时间内对所有其他线程可见。

Answer 2

在实践中

如果没有任何其他同步方法，使用x.load(std::memory_order_relaxed);其他线程需要多长时间才能看到这一点x.load(std::memory_order_relaxed); ?

没时间。 这是一个正常的写入，它进入存储缓冲区，因此它将在不到眨眼的时间内在 L1d 缓存中可用。 但这只是在运行汇编指令时。

指令可以由编译器重新排序，但没有一个合理的编译器会在任意长的循环上重新排序原子操作。

理论上

Q：理论上这样的存储[ memory_order_relaxed without (any following) release operation]永远不会到达其他线程吗？

马克：理论上，是的，

你应该问他如果重新添加“后续发布栏”会发生什么。 或者用原子存储释放操作。

为什么不将这些重新排序并延迟很长时间？ （久到在实践中似乎是永恒的）

鉴于标准给出的 C/C++ 内存模型的当前定义，写入 x 的值是否可能完全保持线程本地？

如果一个虚构的、特别反常的实现想要延迟原子操作的可见性，为什么它只对宽松的操作这样做呢？ 它可以很好地完成所有原子操作。

或者永远不要运行某些线程。

或者运行某些线程的速度太慢，以至于您会认为它们没有运行。

Answer 3

这是标准在 29.3.12 中所说的：

实现应该在合理的时间内使原子存储对原子负载可见。

不能保证一个store会在另一个线程中可见，没有保证的时间，也没有与内存顺序的正式关系。

当然，在每个常规架构上， store将变得可见，但在不支持缓存一致性的罕见平台上，它可能永远不会对load可见。
在这种情况下，您将不得不执行原子读-修改-写操作以获取修改顺序中的最新值。