C++ 之 Memory Barrier

2024-09-03 00:58
文章标签 c++ memory barrier

本文主要是介绍C++ 之 Memory Barrier,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

今天群里姐夫推荐了个C++的Actor框架 Theron,就看了下源码,注释比代码还多,业界良心。

源码我还没看完,就看到了他的一个叫StringPool的类,里面通过Ref来生成单例(Singleton),看了下
static void Reference();这个函数实现的时候,突然脑洞一开,为啥没有Memory Barrier( wiki)。

先贴一下他的代码:
 1 StringPool *StringPool::smInstance = 0;
 2 Mutex StringPool::smReferenceMutex;
 3 uint32_t StringPool::smReferenceCount = 0;
 4 
 5 
 6  void StringPool::Reference()
 7 {
 8     Lock  lock(smReferenceMutex);
 9 
10      //  Create the singleton instance if this is the first reference.
11       if (smReferenceCount++ == 0)
12     {
13         IAllocator * const allocator(AllocatorManager::GetCache());
14          void * const memory(allocator->AllocateAligned( sizeof(StringPool), THERON_CACHELINE_ALIGNMENT));
15         smInstance =  new (memory) StringPool();
16     }
17 }

我们先不讨论这一段代码,先看看下面的:

大家如果看过C++的Double Check Lock不可靠的这篇paper( 地址 ),作者给出的解决方案是这样的:
 1      //  First check
 2      TYPE* tmp = instance_;
 3      //  Insert the CPU-specific memory barrier instruction
 4       //  to synchronize the cache lines on multi-processor.
 5      asm ("memoryBarrier");
 6      if (tmp == 0) {
 7          //  Ensure serialization (guard
 8           //  constructor acquires lock_).
 9          Guard<LOCK> guard (lock_);
10          //  Double check.
11          tmp = instance_;
12          if (tmp == 0) {
13                 tmp =  new TYPE;
14                  //  Insert the CPU-specific memory barrier instruction
15                   //  to synchronize the cache lines on multi-processor.
16                  asm ("memoryBarrier");
17                 instance_ = tmp;
18         }
19      return tmp;

其实这两个Memory Barrier不用全屏障,第一个用读屏障rmb()就好了。第二个需要一个写屏障wmb()。

我们都知道mb这个东西是为了防止CPU级别的指令乱序被发明出来的,(另一个是编译器级别的,和本篇文章没有多大关系,有兴趣大家可以去研究下),实现也是由平台相关的特殊指令(mfence这样的)组成的。

之所以要写成这样,第二个mb()是为了防止在构造函数完成之前提前对目标赋值,但ctor还没完成,就被挂起,然后第二个线程访问的时候,认为已经构造完毕,进而使用不完整的数据引发奇怪的错误。

(第一个rmb()的作用我觉得是可有可无,加上可能是为了效率把(猜),强制刷新读取instance_的值,防止进入第一个check去竞争那个锁,不加也是不会有错的,因为POSIX规定mutex之间必须保持内存的可见性,所以是不需要担心读到脏数据) <-- 这段是个人意见,欢迎修正。

下面就是我趴了半下午才想明白的问题。。。为啥Theron中那段代码(第一段代码)不需要在lock中添加mb(),后来往下翻了下,发现StringPool的构造函数是空的。。根本就没有内存的写入,当然就不需要wmb()了。


可见,C++的多线程编程,好难

这篇关于C++ 之 Memory Barrier的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1131567

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