這個鎖的記憶障礙是否正確？

Question

它是否正確？ 我是否正確假設在std::atomic_flag上應用內存排序不提供通用鎖的同步？

#include <atomic>

class Spinlock
{
public:
    Spinlock(): f(ATOMIC_FLAG_INIT) {}

    void lock()
    {
        while(f.test_and_set(std::memory_order_relaxed));
        std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire);
    }
    void unlock()
    {
        std::atomic_thread_fence(std::memory_order_release);
        f.clear(std::memory_order_relaxed);
    }

private:
    std::atomic_flag f;
};

我很抱歉，如果這是一個愚蠢的問題，但我覺得一個std::atmoic_thread_fence是必要的通用鎖，這將memory_order_acquire在test_and_set和memory_order_release上clear是不夠的，但我也不確定。

Answer 1

總的來說這是正確的。 由於您在test_and_set函數中使用了'std :: memory_order_relaxed'，因此在沒有'atomic_thread_fence'調用的情況下，沒有任何東西會阻止在Mutex :: lock之前和之后完成的操作的重新排序。 由於預期'Mutex :: lock'充當內存屏障，因此需要調用'atomic_thread_fence'。 但我相信通過在'test_and_set函數'中使用'std :: memory_order_acquire'可以實現相同的效果。 請參閱： http ： //en.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic_flag

Answer 2

通常的模式是使用test_and_set(memory_order_acquire)和clear(memory_order_release) 。 但我懷疑你已經知道了。

根據標准第29.8節[atomic.fences]（2）：

如果存在原子操作X和Y，則釋放柵欄A與獲取柵欄B同步，兩者都在一些原子對象M上操作，使得A在X之前被排序，X修改M，Y在B之前被排序，並且Y讀取值如果是釋放操作，則由X寫入或由假設釋放序列中的任何副作用寫入的值X將結束。

在你的代碼中，A是你的unlock()函數中的圍欄; X是clear() ; Y是lock()函數中的fence; B是test_and_set() 。 因此，您的代碼符合本部分標准的要求，因此您的unlock()和lock()函數已正確同步。