atomic_exchange_explicit/atomic_exchange 引入的内存顺序答案

【问题标题】：Memory order introduced by atomic_exchange_explicit/atomic_exchangeatomic_exchange_explicit/atomic_exchange 引入的内存顺序
【发布时间】：2019-09-07 10:55:33
【问题描述】：

我试图理解atomic_exchange[_explicit] 引入的内存排序并编写了以下代码：

static _Atomic int i = 123;

void *update(void *ignored){
    if(atomic_exchange_explicit(&i, 200, memory_order_release) != 200){ //1
        printf("Updated\n", stdout);
    } 
}

int main(int args, const char *argv[]){
    pthread_t t1;
    pthread_create(&t1, NULL, &update, NULL);

    pthread_t t2;
    pthread_create(&t2, NULL, &update, NULL);

    sleep(1000);
}

问题：Updated\n 是否可能会被打印两次（由两个线程）？

我认为行为未定义。即使我们在//1 将memory_order_release 替换为memory_order_acquire，也会保留UB。 acq/rel/acq_rel 生成的代码相同：https://godbolt.org/z/sFjcve。

这是因为我们有数据竞争，因为要保持与关系的同步，我们需要一个操作是 acquire 操作，下一个操作是 release 操作，并且释放操作读取由副作用写入的值从获取操作的释放序列5.1.2.4(p11)：

特别是执行释放操作的原子操作A 在对象 M 上与执行的原子操作 B 同步对 M 的获取操作并读取由任何副作用写入的值在以A为首的发布序列中。

因此，明确定义此代码行为的唯一方法是将atomic_exchange_explicit(&i, 200, memory_order_release) != 200 替换为atomic_exchange(&i, 200) != 200

【问题讨论】：

标签： c multithreading concurrency stdatomic

【解决方案1】：

你错了。无论请求的内存顺序如何，交换都是原子的。内存排序说明了这种读取、写入或读取-修改-写入操作如何与其他操作交互，但该操作始终是原子的。

【讨论】：

我没有注意到7.17.3(p12)：原子读取-修改-写入操作应始终读取与读取-修改相关的写入之前存储的最后一个值（按修改顺序）写操作。.所以看来我甚至可以指定 memory_order_relaxed 并且它不会导致数据竞争，对吗？
正确。内存排序指定此原子操作如何与其他操作交互，正如各种内存排序在其描述性文本中所解释的那样。