Sequenzielle Konsistenz

Heute will ich mit CppMem einen Schritt weiter gehen und die Sukzessive Optimierung der gleichnamigen Miniserie dieses Blogs genauer analysieren.

Singletons lassen sich in vielen Variationen in C++11 threadsicher initialisieren. Dabei können vereinfachend gesprochen Zusicherung der C++-Laufzeit, Locks oder auch atomare Operationen verwendet werden. Mich interessiert vor allem in diesem Artikel die Antwort auf die Frage: Welche Performanzunterschiede bestehen zwischen den Variationen?

Mit der Relaxed-Semantik gelten keine Synchronisations- und Ordnungsbedingungen auf den atomaren Operationen.

Atomare Datentypen erlauben das Programm feingranular zu steuern und damit auch zu optimieren. Damit betreten wir aber die Domäne der Multithreading-Experten.

In dem Artikel sequenzielle Konsistenz habe ich bereits das Defaul-Speichermodell vorgestellt. Dieses Modell, in dem die Aktionen aller Threads einer globalen Reihenfolge oder auch eines globalen Zeittaks folgen, besitzt einen großen Vorteil und einen großen Nachteil.

Mit diesem Artikel geht unsere Tour in das C++-Speichermodell ein Stückchen tiefer. Haben sich die bisherigen Artikel mit der Atomizität der atomaren Variablen beschäftigt, so geht es nun um die Synchronisations- und Ordnungsbedingungen von Operationen.

Atomare Datentypen sichern zwei Eigenschaften zu. Zum einen sind sie atomar, zu anderen setzen die Synchronisations- und Ordungsbedingungen an die Programmausführung.

Die atomaren Datentypen sind die Grundlage für das C++-Speichermodell. Per Default gilt für sie die sequenzielle Konsistenz.

Seit dem C++11-Standard besitzt C++ ein Speichermodell. Dieses Speichermodell ist die elementare Grundlage dafür, das C++ Programme in Multithreading Umgebungen ein definiertes Verhalten haben.