為什麼 `std::atomic` 的儲存使用 XCHG 來實現順序一致性？

為什麼 std::atomic 的儲存在請求順序一致性時使用 XCHG？

雖然一開始可能會出現順序一致性存儲操作作為可以使用簡單的存儲指令和內存屏障來實現的東西，使用XCHG （帶有隱含的鎖前綴）提供了更優化的

XCHG 和順序一致性

在x86 和x86_64架構上，XCHG 提供記憶體交換和完整記憶體屏障，確保記憶體操作的順序排序。這使其成為實現順序一致性儲存的有效方法。

常規儲存指令的限制

單獨的常規儲存指令（例如 MOV）無法保證順序一致性。它僅提供釋放語義，這使得它可以與後續操作重新排序，包括獲取載入。

效能注意事項

雖然MFENCE和XCHG都可以用來實現順序一致性存儲，它們在不同的 CPU 上表現出不同的性能特徵。在某些 CPU 上，MFENCE 可能會停止相鄰指令的無序執行。相較之下，XCHG 對於單執行緒操作或當快取行在 L1 快取中很熱時可能會更有效率。

編譯器和核心實作

各種編譯器和作業系統偏好不同的方法來實現順序一致性儲存。 GCC 歷史上使用 MOV MFENCE，而其他編譯器和 Linux 核心則使用 XCHG。

附加說明

需要注意的是：

• 隱式取得柵欄：您可能已經提到過x86 儲存有隱式取得柵欄，但這是不正確的。儲存隱式具有 release 語義，而不是獲取語義。
• 編譯器障礙： 您提供的 asm volatile("" ::: "memory") 語法是編譯器-等級屏障，而不是執行時間記憶體屏障。
• 柵欄與釋放操作： 雖然柵欄和釋放操作有相似之處，但它們在 x86 中是不同的機制。

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