混合条件语句与内存序的代码正确性及相关场景验证

问题1：disabled原子变量的线程同步正确性 #

先看目标代码：

std::atomic_bool disabled = true;
int counter1 = 0, counter2 = 1;

// 线程1
while (...)
{
    counter2 = ...;
    if (disabled.load(std::memory_order::acquire) && counter2 > counter1) // #1
    {
        disabled.store(false, std::memory_order::relaxed);
        disabled.notify_one();
    }
}

// 线程2
while (...)
{
    disabled.wait(true, std::memory_order::relaxed);
    // 执行操作
    counter1 = ...;
    disabled.store(true, std::memory_order::release); // #2
}

这段代码可以保证行为正确，#1处的acquire load能与#2处的release store建立同步关系，线程1能看到counter1的正确值，原因如下：

• 线程2中，counter1 = ... 先行于 disabled.store(true, release)（#2），根据release语义，这个store会将counter1的写入暴露给任何后续读取到该store结果的acquire load。
• 线程1的#1是acquire load，当它读取到#2写入的true值时，两者之间会建立release-acquire同步关系，线程1因此能看到线程2中counter1的更新。
• 线程1中disabled.store(false, relaxed)和线程2中disabled.wait(true, relaxed)使用relaxed内存序是可行的：
  • 前者只是临时将disabled设为false以通知线程2，不需要同步其他变量；
  • wait的relaxed内存序仅作用于它内部的load操作，但线程2后续的release store（#2）已经承担了同步counter1的职责，wait的内存序不影响最终的release-acquire同步。

问题2：连续store下的release-acquire同步是否被破坏 #

看目标代码：

std::atomic_int a = 0;
int x = 0;

// 线程1
x = 1;
a.store(1, std::memory_order::release);
a.store(2, std::memory_order::relaxed);

// 线程2
assert(a.load(std::memory_order::acquire) != 2 || x == 1);

这个断言可能失败，具体分析：

1. 你的第一种猜想不成立：同一线程内的操作存在先行发生关系，x=1 先行于 a.store(1, release)，后者又先行于 a.store(2, relaxed)，编译器和CPU不会将第二次store重排到第一次之前。
2. 你的第二种猜想成立：后续的relaxed store不会“破坏”之前的release-acquire关系，但会导致线程2的acquire load可能看不到release store的结果，从而失去同步：
   • 线程2的acquire load如果读取到2（来自relaxed store），此时该load与线程1的release store（写入1）之间没有同步关系——因为acquire load必须读取到release store的结果才能建立同步。
   • 由于没有同步，线程1中x=1的写入对线程2可能不可见，此时断言会触发（a.load()为2，x为0）。

另外，你提到的seq_cst相关描述，是指当程序中存在非seq_cst的原子操作时，整体的顺序一致性保证会丢失，但这和本次问题中的release-acquire同步是两个独立概念，不影响本次分析。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nieta