C 中的原子讀-修改-寫入是單一操作還是兩個操作？

原子讀-修改-寫：單一操作還是兩個？

出於同步目的，原子讀-修改-寫 (RMW)像 x.exchange(..., std::memory_order_acq_rel) 這樣的操作引發了有關其處理的問題。它們被視為單一操作還是兩個單獨的操作？

標準的視角

C 標準將 RMW 操作視為單一實體。這從它們的命名和各種相關語言中隱含的內容中可以明顯看出。

同步含義

在您的示例中：

x.exchange(1, std::memory_order_acq_rel); // Line A
y.store(1, std::memory_order_relaxed); // Line B

• 行B 沒有匹配的版本或更強的存儲，使其有效y.store(1, std::memory_order_relaxed)。
• A 行只有匹配的負載，使其「獲取」部分變得多餘。可以看成 x.store(1, std::memory_order_release)。

因此，代碼被簡化為：

x.store(1, std::memory_order_release);
y.store(1, std::memory_order_relaxed);

因為這些之間沒有任何操作如果在另一個線程中存儲和相應的加載，同步將被有效禁用。這允許列印 0, 1。

ARM64 實作與意義

ARM64 的 x.exchange() 實作引起了關注。然而，經過仔細檢查，很明顯，該實施符合該標準對單一 RMW 操作的觀點。排序順序保證了 RMW 中最後讀取的值與寫入的一致。

cppreference 引用不正確

cppreference 所引用的文字不準確。 C 中的 RMW 操作被視為單一操作，禁止在其之前或之後重新排序其他操作。

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