Bilakah anda harus menggunakan fungsi penghalang memori dalam kod berbilang benang?

Fungsi Penghalang Memori dalam Kod Berbilang Benang dan Bila Perlu Menggunakannya

Pengenalan

Dalam berbilang benang pengaturcaraan, memastikan ketekalan data dan kesepaduan merentas pelbagai utas adalah penting. Intel menyediakan fungsi intrinsik, seperti _mm_sfence(), _mm_lfence(), dan _mm_mfence(), untuk mewujudkan halangan memori dan mengawal susunan memori. Memahami masa untuk menggunakan fungsi ini adalah penting untuk pengoptimuman kod yang berkesan dan cekap.

Stor _mm_sfence()/NT

_mm_sfence() biasanya digunakan bersama-sama dengan bukan- kedai temporal (NT). Stor NT dipesan dengan lemah, bermakna ia hanya menjamin bahawa data akan dipadamkan ke ingatan tetapi tidak semestinya dalam susunan tertentu. Jika anda perlu memastikan bahawa stor NT dapat dilihat secara global kepada urutan lain, anda mesti mengeluarkan arahan _mm_sfence() mengikut stor NT.

_mm_lfence()

The Arahan _mm_lfence() bertindak sebagai pagar beban, menghalang beban berikutnya daripada dilaksanakan sebelum beban sebelumnya berhenti. Walau bagaimanapun, pada CPU x86, biasanya tidak perlu menggunakan _mm_lfence() kerana perkakasan memastikan pesanan memuatkan tanpa halangan yang jelas.

_mm_mfence()

_mm_mfence() ialah penghalang ingatan yang paling komprehensif dan mewujudkan konsistensi berurutan. Ia menjamin bahawa semua beban dan storan terdahulu menjadi kelihatan secara global sebelum sebarang operasi memori seterusnya dapat dilaksanakan. _mm_mfence() amat berguna dalam senario tertentu, seperti melancarkan pelaksanaan C11/C 11 std::atomic anda sendiri atau mengawal susunan data yang disimpan ke memori berterusan.

C 11 std:: atomic

Dalam kebanyakan kes, disyorkan untuk menggunakan C 11 std::atomic dan bukannya melaksanakan halangan memori secara manual. C 11 std::atomic menyediakan fungsi peringkat tinggi yang memastikan susunan memori dan keselarasan tanpa memerlukan kod pemasangan yang jelas.

Stor dan Prestasi NT

Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa kedai NT direka untuk kes penggunaan tertentu dan boleh memberi kesan kepada prestasi. Operasi kedai secara amnya tidak menjejaskan kelajuan pelaksanaan yang boleh dilihat, kerana ia mendapat penimbal dalam CPU. Walau bagaimanapun, dalam kes di mana keselarasan dan pesanan data adalah kritikal, stor NT, dalam kombinasi dengan _mm_sfence(), boleh digunakan untuk memastikan tingkah laku program yang betul.

NT Simpan dan peroleh/lepaskan Semantik

Apabila menggunakan stor NT, _mm_sfence() menyediakan semantik keluaran, memastikan bahawa operasi seterusnya dalam urutan lain kelihatan hanya selepas stor NT. Begitu juga, jika urutan pengguna menggunakan pendekatan semantik perolehan (cth., memory_order_acquire), _mm_sfence() memastikan bahawa semua stor NT sebelumnya boleh dilihat secara global sebelum data yang diperoleh diakses.

Halangan dan Pelaksanaan Luar Perintah

Halangan ingatan, termasuk _mm_sfence(), _mm_lfence(), dan _mm_mfence(), boleh menjejaskan pelaksanaan out-of-order dalam moden CPU. CPU ini cuba melaksanakan arahan secara selari untuk meningkatkan kecekapan. Walau bagaimanapun, apabila halangan memori ditemui, CPU mesti memastikan bahawa semua operasi memori sebelum ini telah lengkap sebelum membenarkan operasi seterusnya diteruskan, yang berpotensi mengurangkan keuntungan prestasi daripada pelaksanaan luar pesanan.

Atas ialah kandungan terperinci Bilakah anda harus menggunakan fungsi penghalang memori dalam kod berbilang benang?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!