放宽内存顺序的原子加载和存储

Question

在我读到的所有地方，我都看到强烈建议不要使用宽松的内存顺序，我想知道下面的代码片段是否是这种例外情况之一，它可以在其中工作，或者有任何我没有看到的后果。

class SessionHolder {
public:

  void set_session(std::shared_ptr<Session> session) {
    std::atomic_store_explicit(&_session, session, std::memory_order_relaxed);
  }

  std::shared_ptr<Session> get_session() const {
    return std::atomic_load_explicit(&_session, std::memory_order_relaxed);
  }

private:

  std::shared_ptr<Session> _session;
};

原则上，当我执行 get_session 时，我不关心得到的是哪个会话，只要它是会话或 nullptr。但是，如果另一个线程进行存储（这种情况很少发生），我希望最终能在合理的延迟内获得该值。

据我所知，甚至不能保证我会得到那个值，只是我会得到一个在某个时间点存储在那里的值，但我总能得到 nullptr。
在实践中似乎可行，我可以预期它会在某些特定的 situations/platform 中失败（总是检索 nullptr）吗？
我可以调整存储操作中的内存顺序来解决这个问题吗？例如memory_order_release 会将更改传播到另一个线程？

有关如何使用此 class 的更多上下文：

基本上，我有某种不断产生数据的流。在某个时刻，客户端进程可能会连接（启动会话）并开始收听此数据。生产者线程不断写入流，如果没有活动会话，数据将被丢弃，否则发送给客户端。另一个线程，在某个点（不经常），当客户端连接时到达此流并设置会话。

生产者线程必须有尽可能少的争用，即使这意味着丢失一些消息。

Answer 1

As I understand, it is not even guaranteed that I would get that value, just that I will get a value that was stored there at some point in time, but I could always get nullptr.

是的，假设每次调用 get_session 都会 return 一个空指针，但可能性不大。即使是宽松的内存顺序也能提供的一种保证是，一旦特定线程观察到一个值，同一线程就不能随后观察到先前的值。因此，一旦特定线程开始观察到非空指针，该线程将在后续调用 get_session 时始终观察到非空指针（假设从未存储空指针）。

In practice seems to work, can I expect it to fail (always retrieving nullptr) in some situations/platform specifically?

我不知道。

Can I adjust the memory order in the store operation only to fix this? e.g. memory_order_release would spread the changes to the other thread?

没有。该标准不提供任何方法来确保线程间通信在任何特定时间内完成。只有执行才能提供这样的保证。

最后一点：nullptr 与 "a null pointer" 不同。它是一个独特类型的特殊常量，可以转换为另一种类型的空指针。

放宽内存顺序的原子加载和存储

Atomic load and store with memory order relaxed

c++

concurrency

memory-model

memory-barriers

c++11