內存順序放寬的原子加載和存儲

Question

在我讀到的任何地方，我都看到強烈建議不要使用寬松的內存順序，我想知道以下代碼是否是可以工作的例外之一，或者有任何我沒有看到的后果。

class SessionHolder {
public:

  void set_session(std::shared_ptr<Session> session) {
    std::atomic_store_explicit(&_session, session, std::memory_order_relaxed);
  }

  std::shared_ptr<Session> get_session() const {
    return std::atomic_load_explicit(&_session, std::memory_order_relaxed);
  }

private:

  std::shared_ptr<Session> _session;
};

原則上，當我執行get_session ，我不在乎我得到哪個會話，只要它是會話或 nullptr。 但是，如果另一個線程進行存儲（這種情況很少發生），我希望最終在合理的延遲內獲得該值。

• 據我所知，甚至不能保證我會得到那個值，只是我會得到一個在某個時間點存儲在那里的值，但我總是可以得到 nullptr。
• 在實踐中似乎可行，我可以期望它在某些情況/平台下失敗（總是檢索 nullptr）嗎？
• 我可以在存儲操作中調整內存順序來解決這個問題嗎？ 例如memory_order_release會將更改傳播到另一個線程？

有關如何使用此類的更多上下文：

基本上，我有某種不斷產生數據的流。 在某個時刻，客戶端進程可能會連接（啟動會話）並開始偵聽此數據。 生產者線程不斷地寫入流，如果沒有活動會話，則數據被丟棄，否則發送到客戶端。 另一個線程，在某個時間點（不經常），當客戶端連接到這個流並設置會話時。

生產者線程必須有盡可能少的爭用，即使這意味着丟失一些消息。

Answer 1

據我所知，甚至不能保證我會得到那個值，只是我會得到一個在某個時間點存儲在那里的值，但我總是可以得到 nullptr。

是的，假設每次調用get_session都可能返回空指針，但不太可能。 即使是寬松的內存順序提供的一種保證是，一旦特定線程觀察到一個值，同一個線程隨后就無法觀察到先前的值。 因此，一旦特定線程開始觀察非空指針，該線程將始終在對get_session后續調用中觀察非空指針（假設從未存儲空指針）。

在實踐中似乎可行，我可以期望它在某些情況/平台下失敗（總是檢索 nullptr）嗎？

不是我所知道的。

我可以在存儲操作中調整內存順序來解決這個問題嗎？ 例如memory_order_release會將更改傳播到另一個線程？

不可以。該標准沒有提供任何方法來確保在任何特定時間內完成線程間通信。 只有實現才能提供這樣的保證。

最后一點： nullptr與“空指針”不同。 它是一種獨特類型的特殊常量，可以轉換為另一種類型的空指針。