释放/获取语义 wrt std::mutex

Question

我正在阅读 n3485 中定义的 C++ 内存模型，它谈到了释放/获取语义，据我了解，以及 given in this blog 的定义：

获取语义是一个属性，它只能应用于从共享内存中读取的操作，无论它们是读取-修改-写入操作还是普通加载。然后将该操作视为读取-获取。 Acquire 语义防止内存重新排序 read-acquire 在程序顺序之后的任何读或写操作。

释放语义是一个属性，它只能应用于写入到共享内存的操作，无论它们是读-修改-写操作还是普通存储。然后该操作被视为写释放。释放语义防止内存重新排序写入释放与程序顺序之前的任何读取或写入操作。

将防止在当前读/写完成之前或之后重新排序读/写。第一个（获取）将确保当前正在完成的读取不会被任何读/写重新排序，后者（发布）将确保当前写入不会被之前的读/写操作重新排序它。

现在可以说std::mutex::lock 将具有acquire 语义，而std::mutex::unlock 本质上具有release 语义吗？

在标准中，我可以在部分下找到它

30.4.1.2 互斥类型 [thread.mutex.requirements.mutex]

11 同步：对同一对象的先前unlock() 操作应与（1.10）此操作同步。

据我了解 synchronize with 没有在标准中明确定义，但它似乎是一种 发生在 关系的类型，查看两个语句在两个语句之间进行评估但是，根据我对获取/释放语义的理解，不同的线程更多地与内存重新排序有关。 同步也可以称为释放/获取语义？

那么释放/获取语义不仅适用于加载/存储操作的重新排序以及操作的线程内交错吗？

在关于内存模型的标准部分中，它主要讨论的是两个线程交错的有序关系。这对于这是否也适用于内存排序有待解释。

谁能澄清一下？

Answer 1

现在可以说 std::mutex::lock 将具有获取语义，而 std::mutex::unlock 本质上具有释放语义吗？

是的，这是正确的。

据我了解同步标准中没有明确定义

嗯，理论上第 1.10/8 段可能是为了给出 synchronizes with 的定义：

某些库调用与由另一个线程执行的其他库调用同步。例如，一个 atomic store-release 与从 store (29.3) 获取其值的 load-acquire 同步。 [注：...]

另一方面，这听起来不像是一个非常正式的定义。然而，第 1.10/10 段间接给出了一个更好的，虽然是隐含的：

评估 A 在评估 B 之前依赖排序如果

——A 对原子对象 M 执行释放操作，并且在另一个线程中，B 执行消费 对 M 进行操作并读取由 A 为首的释放序列中的任何副作用写入的值，或

——对于某些求值 X，A 在 X 之前是依赖排序的，并且 X 携带对 B 的依赖。

[ 注意：关系“is dependency-ordered before”类似于“synchronizes with”，但使用的是release/- 消费代替发布/获取。 — 尾注]

由于“类似于”关系通常是对称的，我会说上述“is-dependency-ordered before”的定义间接提供了一个定义的“同步”以及 - 尽管您可能正确地反对注释是非规范的；不过，这似乎是预期的定义。

我对 synchronizes with 关系的直觉是，它发生在由一个线程执行的写入（原子）操作（存储某个值）和 first（原子）之间读取该值的操作。该操作也可能在同一个线程中。

如果这两个操作在不同的线程上，那么 synchronizes-with 关系会在操作上建立跨线程排序。

在标准中，我可以在部分下找到它

30.4.1.2 互斥体类型 [thread.mutex.requirements.mutex]

11 同步：对同一对象的先前unlock() 操作应与（1.10）此操作同步。

对我来说，这似乎与上面给出的解释兼容。具有释放语义（解锁、存储）的操作将与获取语义（锁定、加载）的操作同步。

但是，根据我对获取/释放语义的理解，这更多地与内存重新排序有关。同步也可以称为释放/获取语义？

释放和获取语义描述了一些操作的本质； synchronizes-with 关系（实际上）是一种关系，它以明确定义的方式在具有获取或释放语义的操作之间建立。

所以从某种意义上说，synchronizes-with 是这些操作语义的结果，我们使用这些语义来实现指令的正确排序，并限制 CPU 或编译器将执行。