原子讀-修改-寫是原子操作還是可分離操作？
原子讀-修改-寫（RMW）操作，例如x.exchange() 是讀取和寫入內(nèi)存位置并確保讀取和寫入操作按順序執(zhí)行的原子操作。但是，沒有明確定義這些操作是被視為單個原子操作還是獲取加載和釋放存儲的組合。
標(biāo)準(zhǔn)的視角
來自從 C 標(biāo)準(zhǔn)的角度來看，RMW 操作被視為單個操作。從以下事實可以明顯看出這一點：它具有單一名稱 (RMW)，并且被標(biāo)準(zhǔn)稱為單一操作。例如，[N4860](https://isocpp.org/files/papers/n4860.pdf)（工作論文草案 std::memory_order）指出：
“使用此命令進行讀取-修改-寫入操作內(nèi)存順序既是獲取操作又是釋放操作，在此之前或之后當(dāng)前線程中的內(nèi)存讀取或?qū)懭攵疾荒苤匦屡判颉?
原子操作與可分離操作
原子操作和可分離操作之間的區(qū)別很重要，因為它決定了其他操作如何與它們交互。如果 RMW 操作被視為原子操作，則意味著它不能相對于其他內(nèi)存訪問進行重新排序。但是，如果將其視為可分離的，則可以在操作的加載和存儲組件之間重新排序。
示例代碼
考慮以下代碼示例，它使用 x.exchange() 和 y.store() 設(shè)置兩個原子變量 x 和y.
std::atomic<int> x, y;
void thread_A() {
x.exchange(1, std::memory_order_acq_rel);
y.store(1, std::memory_order_relaxed);
}
void thread_B() {
int yy = y.load(std::memory_order_acquire);
int xx = x.load(std::memory_order_acquire);
std::cout << xx << ", " << yy << std::endl;
}
如果 x.exchange() 被視為單個原子操作，則意味著該操作的加載和存儲組件無法重新排序。因此，線程 B 總是觀察到 x 和 y 的值都是 1 或都是 0。
但是，如果 x.exchange() 被視為可分離的，則存在加載和存儲的可能性操作的組件可以重新排序。在這種情況下，線程 B 可能會觀察到 x 和 y 的值為 0、1，因為來自 x 的加載可能會在存儲到 y 之前重新排序。
編譯器實現(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)解釋
從標(biāo)準(zhǔn)的角度來看，線程 B 似乎不應(yīng)該觀察到 0, 1。但是，代碼的 ARM64 實現(xiàn)表明 RMW 操作被視為可分離的，從而允許在加載和存儲組件之間重新排序。
這種明顯的差異引發(fā)了一個問題：cppreference 引用是否不正確，或者僅僅是對標(biāo)準(zhǔn)的誤解。雖然 cppreference 引用可能并不完全準(zhǔn)確，但它符合標(biāo)準(zhǔn)將 RMW 操作視為單個原子操作的一般處理方式。
需要注意的是，該標(biāo)準(zhǔn)沒有明確定義 RMW 操作在所有情況。特別是，它沒有提供關(guān)于同步關(guān)系如何應(yīng)用于 RMW 操作的明確指導(dǎo)。因此，RMW 操作可能存在不同的解釋和實現(xiàn)空間。
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c多態(tài)性：功能是否超載一種多態(tài)性？
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C中有哪種多態(tài)性的多態(tài)性？解釋了
Jun 20, 2025 am 12:08 AM
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