该传递性happens-before用例需顺序一致性还是仅需释放/获取语义？

以下内容来自Herb Sutter《Atomic Weapons》演讲第19页幻灯片：原示例使用std::memory_order_seq_cst保证线程3中的assert()不会失败，现疑问改用release/acquire语义是否同样可行。

原代码（顺序一致性） #

int g{0}; // normal int
std::atomic<int> x{0}, y{0}; // atomics

void thread1() {
    g = 1;
    x.store(1, std::memory_order_seq_cst);
}

void thread2() {
    if(x.load(std::memory_order_seq_cst) == 1)
        y.store(1, std::memory_order_seq_cst);
}

void thread3() {
    if(y.load(std::memory_order_seq_cst) == 1)
        assert( g == 1 );
}

改写代码（释放/获取语义） #

int g{0}; // normal int
std::atomic<int> x{0}, y{0}; // atomics

void thread1() {
    g = 1;  // A
    x.store(1, std::memory_order_release);
}

void thread2() {
    if(x.load(std::memory_order_acquire) == 1)
        y.store(1, std::memory_order_release);
}

void thread3() {
    if(y.load(std::memory_order_acquire) == 1)
        assert( g == 1 );  // B
}

疑问 #

• Q1：由于没有其他线程写入g，//A 是否能保证在//B之前发生，从而让断言有效？
• Q2：是否误解了幻灯片的主旨，或是幻灯片存在错误？

解答 #

针对Q1 #

断言可以保证有效。根据C++内存模型规则：

1. 线程1中，g=1（标记A）happens-before x.store(1, release)——同一线程内操作按程序顺序形成天然的happens-before关系，且release语义会阻止A被重排到store之后。
2. 若线程2中x.load(acquire)读到1，则x.store(release)与x.load(acquire)形成synchronizes-with关系，进而线程2中的y.store(1, release) happens-after x.load(acquire)。
3. 若线程3中y.load(acquire)读到1，则y.store(release)与y.load(acquire)形成synchronizes-with关系，进而assert(g==1)（标记B）happens-after y.load(acquire)。

通过这一完整同步链条，A对g的写入对B完全可见，且没有其他线程修改g，因此g的值必然为1，断言不会触发。

针对Q2 #

既没有误解幻灯片主旨，也不存在幻灯片错误。幻灯片使用seq_cst是因为它是最直观的强一致性内存序，能保证所有原子操作全局有序，适合作为基础示例展示线程同步的正确性。而release/acquire是更轻量的内存序，在这个场景中，我们只需要构建线程1→线程2→线程3的单向同步链条，不需要全局顺序一致性，因此release/acquire完全可以满足需求，同样能保证断言不失败。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dhwani Katagade