C++11 memory order

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在C++11中，为了支持低级并行和并发编程，标准库引入了一个全新的内存模型，其中一部分就是“memory order”。这个内存序关联于原子操作（如std::atomic和std::atomic_flag），它定义了这些操作对于其他操作的可见性和顺序。

在多线程编程中，编译器和处理器可能会为了性能优化而重排指令。通常，这是安全的，因为在单线程上下文中，这种重排不会影响程序的语义。但在多线程环境中，如果没有适当的同步，指令重排可能会导致意外的并发问题。

为了处理这些问题，C++11提供了以下几种内存序：

1. memory_order_relaxed: 这是最少同步的内存序。它只保证了单个原子操作的原子性，但不保证任何关于操作之间的顺序。也就是说，使用memory_order_relaxed的原子操作可能会被重排。
2. memory_order_consume: 数据依赖的保证。这意味着只有当其他操作是基于前一个原子操作的结果时，这些操作才不会被重排。
3. memory_order_acquire: 这种内存序不允许在该操作之前的读或写被重排到该操作之后。这经常用于读锁定模式，确保在锁定后不会看到锁定之前的任何“旧”数据。
4. memory_order_release: 不允许在该操作之后的读或写被重排到该操作之前。这通常用于写解锁模式，确保所有的写操作都在解锁之前完成。
5. memory_order_acq_rel: 是memory_order_acquire和memory_order_release的结合，用于同时需要获取和释放语义的情况。
6. memory_order_seq_cst: 这是默认的内存序，也是最严格的内存序。它不仅提供了memory_order_acquire和memory_order_release的所有保证，而且还提供了一个全局的操作序列，所有的线程都必须遵循这个序列。

为了有效地使用内存序，开发者需要对硬件、编译器优化和并发性有深入的了解。不正确地使用它们可能会导致非常难以追踪的问题。如果你不是很确定如何使用它们，通常最好坚持使用默认的memory_order_seq_cst，因为它提供了最强的顺序保证。