posix多线程有感--POSIX 线程间的内存可视性

pthreads提供了一些有关内存可视性的基本规则。你可以指望所有的标准实现都遵循以下规则：

（1）当线程调用pthread_create时，它所能看到的内存值也是它建立的线程能够看到的。任何在调用pthread_create之后向内存写入的数据，可能不会被建立的线程看到，即使写操作发生在启动新线程之前。

（2）当线程解锁互斥量时看到的内存中的数据，同样也能被后来直接锁住（或通过等待条件变量锁住）相同互斥量的线程看到。同样，在解锁互斥量之后写入的数据不必被其他线程看见，即使写操作发生在其他线程锁互斥量之前。

（3）线程终止（或通过取消操作，或者从启动函数中返回，或者调用pthread_exit）时看到的内存数据，同样能够被连接该线程的其他线程（通过调用pthread_join）看到。当然，终止后写入的数据不会被连接线程看到，即使写操作发生在连接之前。

（4）线程发信号或广播条件变量时看到的内存数据，同样可以被唤醒的其他线程看到。而在发信号或广播之后写入的数据不会被唤醒的线程看到，即使写操作发生在线程被唤醒之前。

    首先，确保哪些可能的地方只有一个线程能访问某些数据。线程的寄存器变量不能被其他线程修改。线程分配的堆栈和堆空间是私有的，除非线程将指向该内存的指针传给其他线程。任何放在register或auto变量中的数据可以在随后的某时刻读取，就像在完全同步的程序中一样。每个线程与自己是同步的。在线程间共享的数据越少，需要做的工作越多。

   其次，任何时刻两个线程需要访问相同的数据时，你就需要应用其中一条内存可视化规则，大多数情况下是指使用互斥量。这不仅是为了保护多个写操作，即使线程只是读数据，它也需要锁住互斥量以确保读到最新的数据值。

  

    当两个线程一个接一个地向同一内存地址写不同的数据时，最终的结果就像是一个线程按照相同的顺序写两次一样。在这两种情况下，都只是一个值保存在内存中。问题在于如何知道哪个写操作最后发生。通过绝对的外部事件测量，可能是处理器A先写入1，几个微秒后处理器B写入2，单这并不意味着最终的结果是“2”。

    为什么？因为微秒从来没有说过有关机器高速缓存和内存总线工作的细节。处理器可能有高速缓存，是用来保存最近从主存中读出数据的拷贝的快速本地内存。在一个“回写”高速缓存系统中，数据最初只是保存在高速缓存中，而在后面的时间写入（刷新）主存。在不保证读写顺序的系统中，高速缓存中的数据块可能在任何处理器认为方便的时候写入主存。如果两个处理器向同一内存地址写不同的数据，则不同的数据将分别保存在两者高速缓存中。最终两个值将写入到主存中，但是是在随机的时刻写入，与写到相应的高速缓存中的顺序无关。