何時使用 _mm_sfence、_mm_lfence 和 _mm_mfence？

何時使用_mm_sfence、_mm_lfence 和_mm_mfence

記憶體柵欄在多執行緒程式設計中起著至關重要的作用，可以強制執行記憶體排序並防止記憶體操作不受控制的重新排序。 Intel 提供了三種類型的記憶體柵欄：_mm_sfence、_mm_lfence 和 _mm_mfence，每種都有特定的用途。

_mm_sfence

_mm_sfence 主要在處理「NT 儲存、 「這是弱有序的記憶體運算。這些儲存通常用於透過避免快取未命中來提高效能，但需要適當的同步以確保記憶體操作的正確順序。 _mm_sfence 充當“柵欄”，確保其先前的所有弱有序操作在任何後續操作繼續之前完成。

_mm_lfence

_mm_lfence 設計為負載柵欄，防止任何後續載入的執行繞過 _mm_lfence 指令。然而，此功能通常並不實用，因為載入只能在特定情況下進行弱排序，例如在存取寫入組合 (WC) 記憶體區域時。在大多數情況下，使用 _mm_lfence 來排序載入是不必要的。

_mm_mfence

_mm_mfence 代表最強的記憶體柵欄並確保順序一致性，強制先前的寫入全域在任何後續操作之前可見。這保證了在所有先前的儲存變得全局可見之前，後面的讀取不會觀察到值。雖然 _mm_mfence 提供最高等級的同步，但它也會帶來最高的效能開銷。

記憶體柵欄的替代品

對於大多數情況，使用C 11 的std::atomic或C11的stdatomic是一種更方便、更有效的控制記憶體排序的方法。這些提供了一組具有內建同步保證的全面操作，無需手動使用記憶體柵欄。

結論

了解何時使用 _mm_sfence、_mm_lfence、 _mm_mfence 對於確保多執行緒程式碼中的正確行為至關重要。雖然 _mm_sfence 對於同步弱排序儲存至關重要，但 _mm_lfence 和 _mm_mfence 的用例更為有限。透過適當地利用這些柵欄或使用 std::atomic，程式設計師可以有效地管理記憶體排序並防止資料爭用和其他並發問題。

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