可变的缓存一致性

让我消除对 volatile 的误解： volatile 的存在或不存在通常不会说明处理器缓存方面对变量的处理，就像它不会影响来自不同线程的（不）正确使用此类变量一样. 访问 volatile 变量是编译器可以期望在线程进行时至少执行其中一个的四种基本副作用之一。此外，这种访问的语义受实现的支配。

消除对缓存的误解：缓存一致性协议只关心缓存本身的一致性。当操作的粒度与缓存的粒度不匹配时，不同的内核可能无法就这样的操作的结果达成一致。示例：在典型的 x86 机器上，可以访问未对齐的 8 字节块，但缓存一致性协议仅适用于对齐的 64 字节块（缓存行）；因此，当向内存写入一些位于两个缓存行边界的 volatile long long 变量时，不同的内核在读取该变量时可以获得不同的左右部分。

总结一下：

1. 访问 volatile 变量 - 一些具有副作用的操作，会影响编译器对执行流程的分析和优化，仅此而已
2. volatile 不保证对来自不同线程的变量进行正确操作
3. volatile 不保证必须以原子方式或至少在一条指令中访问该变量
4. 缓存一致性并不能保证操作的逻辑一致性

注意：vc++ 有一个扩展，定义了访问 volatile 变量时的原子访问语义

你是对的。volatile 不影响缓存的一致性，与线程无关。

这个变量属性明确地告诉编译器，每次通过读访问变量（即在程序中使用变量的当前值时），都必须使用机器指令从内存读取到处理器寄存器，并且每次更改时，您都需要将寄存器写入内存。

自然，在具有连贯高速缓存的系统中，将内存读取到寄存器并将寄存器写入内存要经过处理器的高速缓存。如果一个处理器访问的内存刚刚被另一个处理器修改（它的新值在这个处理器的本地缓存中），那么一致性机制将确保第一个处理器的本地缓存被改变。那些。它将读取变量的最后修改值。

但是，对于可以执行乱序指令的现代处理器，这种描述有些简化。为了解决这个问题，使用了原子变量，它强制编译器在代码中插入内存屏障。