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# 零、 前言
  C++11早就来了，各种特性，其中影响最大的一个（我个人觉得）是多线程。
早早的去接触了线程相关的一些特性。而其中的一个子特性就是原子操作。而想要深刻理解原子操作，则必须要深刻认识`C++内存模型`。而前前后后18遍，都是以“战败”告终——都是囫囵吞枣，不得其法。
最近看`线性一致性`，突然有想起了这个“硬茬”，而又想再战一轮。
而又恰好，看到了一篇文章[漫谈C++11多线程内存模型](https://blog.csdn.net/cszhouwei/article/details/11730559)，对我颇具启发，对其有了更深的理解，大约也看到了点`C++内存模型`真面目。
下面，我也来聊聊我的认识、看法。（下面的全是个人看法，所以，肯定有错漏、谬误，如能指正，不胜感激）
# 一、 战前准备（预备知识）
  要理解内存模型，我觉得首先要理解下计算机处理结果——`CPU`、`Register(寄存器)` 是怎么工作的。因为`C++内存模型`解决的根本问题就是CPU访问Register的控制。
关于这块，我也只能简单说下我的认识，具体的细节，请自行找资料。
这里，简化为“CPU访问数据，从Register中访问”（内存什么的就先不考虑了，毕竟，`原子`操作主要针对的是Register的数据。另外，内存，其实也是类似的）
另外，这里是多核处理器，每个核心简称为PC，每个PC都有自己的一套寄存器。
## 例子
  假设对某变量A进行操作P，在P之前有N个操作pbs；在P之后有M个操作pas。
正常情况下（不做任何处理），执行顺序是：pbs->P->pas。
但是，在`多核心`、`多线程`的并行时代下面会有两个`但是`：
- 一号但是：寄存器中的值，并不会实时同步的（写数据是同步到缓存，使得其它PC可以获取；读数据是从Cache中获取，但是并不会每次都从Cache中读取）。
- 二号但是：编译器、处理器会进行优化。可能会把pbs中的部分操作放到P之后；或者把pas中的部分操作放到P之前。
其实，（我个人觉得），内存模型就是解决这两个问题。
# 二、 开打
## 0、 内存模型
```C++
enum memory_order {
memory_order_relaxed,
memory_order_consume,
memory_order_acquire,
memory_order_release,
memory_order_acq_rel,
memory_order_seq_cst
};
```
## 1、原子操作
  原子性：一个事情，要么完整的被执行，要么完全不被执行。
原子操作：一般情况下，一条语句（C++ 语句），到CPU这里会有多个指令。而这些指令，要么完整的执行，要么完全不被执行——那么这条语句就有原子性。
所以，C++中的所有了原子操作，那么这些操作本身都是原子的，不管你用哪个`memory_order`。
> 我之前一直把`memory_order`与原子操作混在一起了——这是我一直没能理解`C++ 内存模型`的一个很重要的原因。总结如下：
> - memory_order的目的是用在语句之间的。
> - 原子操作就是原子性的。
## 2、 `一号但是`——不实时同步
  前情提要：在多`核心`的场景下，为了高性能，寄存器中的值并不会实时同步的（写数据是同步到缓存，使得其它PC可以获取；读数据是从Cache中获取，但是并不会每次都从Cache中读取）。
这一切的一切都是为了性能——编译器言。
但是，编译器并没有那么聪明，不能完全知道`程序员`的需求、意图的。那怎么办，性能优化就不做了？——这是因噎废食。完全可以告诉编译器——哪里必须要同步下数据了。于是，`memory_order_acquire`和`memory_order_release`就出现了。
- memory_order_acquire: 这就是告诉系统，我要获取数据，你把所有的数据都同步下吧（寄存器数据）
- memory_order_acquire之后，所有都同步最新的了。
- 隐含保证：memory_order_acquire 之后的语句，不会在memory_order_acquire之前执行（否则就没法保证之后用到的寄存器中的值都是最新的）。
- memory_order_release：就是要系统把之前的所有的数据都写到缓存中去了。
- memory_order_acquire之前的数据，都写了，可以被其它核心看到了。
- 隐含保证： memory_order_acquire之前的语句不会在memory_order_acquire之后执行（要保证写到公共缓存中去，其它核心可见）。
## 3、 `二号但是`——不保证顺序性
  上一个情况中，`acquire`，`release`是把读写分开，`memory_order_seq_cst`则相当于把两个功能合并了：
- memory_order_seq_cst之前的都写缓存（隐含保证：pbs不会在memory_order_seq_cst之后执行）
- memory_order_seq_cst读取到的数据都是最新的（隐含保证：pas不会优化到memory_order_seq_cst之后执行）
> 之前的顺序的例子，其实我们的目标是：pbs->P->pas。这里，就是为了这个目标而奋斗。`memory_order_seq_cst`就很好的达标了。
## 4、其他情况
  还有两个内存模型memory_order_consume/memory_order_acq_rel没找到很好的例子。我也不是特别理解，所以这里就不做探讨了。
# 打完收工
  这次虽然没有将`C++ 内存模型`完全吃透，但是好歹没有完败，多少有点收获。也许，这个以后不会用到，但是，装下B也是不错的。