多线程和无序执行

Question

假设我们有一个多线程的C程序（pthreads），并且各个线程的（非同步）共享变量访问不会被编译器重新排序。 x86 CPU是否尊重共享变量访问的顺序（在单个线程中），还是有可能重新排序某些内存访问？

Answer 1

非同步共享变量访问是危险的，并且乱序是其原因之一。
x86保持写入顺序（在一个线程内），但不能读取。

如果您认为订单仍然存在，这可能会让您陷入困境。例如：
线程A写入x然后写入y。假设编译器没有对它重新排序，CPU不会重新排序（x86不会，其他可能）。
线程B读取y，然后读取x。你可能会认为，如果它具有y的新价值，那么你肯定也会得到x的新价值。
并非如此。 CPU可能会对线程B的读取进行重新排序，所以y会被更早读取。

编辑：为“单向的男人”中指出，在这种情况下，X86保证排序（但不是所有的处理器！）。
我引用英特尔软件开发人员手册：

写入由单个处理器中所有 处理器相同的顺序观察。

这对于多处理器写入来说并不正确 - 它们看起来可能被不同的处理器按不同的顺序排列。

但是，我强烈建议不要依赖它，并使用适当的同步来代替。
同步原语是通过原子操作和/或障碍来实现的，它们保证您的安全。

Answer 2

由于存储缓冲区的存在，一些重新排序是可能的。见例如https://www.cl.cam.ac.uk/~pes20/weakmemory/cacm.pdf

但是，重排序只能看到几个线程，在单个线程中，该线程的所有访问都按顺序发生。