seq_cst是否严格强于或等效于acq_rel？能否安全升级acq_rel为seq_cst？

首先明确你提到的“严格强于或等效于”定义：将任何memory_order_acq_rel操作替换为memory_order_seq_cst，都不会丢失acq_rel原本提供的任何语义保证——这个定义是准确的，下面基于此解答你的问题。

1）seq_cst是否和acq_rel一样是内存屏障？ #

是，但seq_cst的屏障特性不仅覆盖了acq_rel，还多了全局层面的核心约束。

你产生困惑的原因是两者线程内重排序规则的描述角度不同：

• memory_order_acq_rel的核心是双向线程内屏障：当前线程中，所有内存读写操作既不能被重排到该操作的加载部分之前，也不能被重排到它的存储部分之后，普通内存操作和其他原子操作都受此约束。
• memory_order_seq_cst的线程内规则是：同一线程内的seq_cst原子操作之间不能重排序，但seq_cst操作可与非seq_cst的原子操作、普通内存操作做有限度重排序（比如单个seq_cst load的线程内约束和acquire load一致，单个seq_cst store和release store一致，seq_cst的读改写操作则和acq_rel一样是双向屏障）。但seq_cst额外提供了全局总序：所有线程看到的所有seq_cst操作的执行顺序完全一致，这是acq_rel完全不具备的关键强保证。

简言之，seq_cst包含了acq_rel的所有屏障能力，还额外增加了全局统一顺序的约束，它的内存屏障特性是强于acq_rel的。

2）能否安全地将任意acq_rel升级为seq_cst？ #

完全可以，且绝对安全。

memory_order_seq_cst的语义严格强于memory_order_acq_rel：acq_rel能保证的线程间可见性、线程内重排序约束，seq_cst全部满足，甚至还多了全局总序的保证。将acq_rel替换为seq_cst，只会让代码的内存一致性保证更强，绝不会破坏原有正确性——唯一可能的代价是性能略有下降（因为全局总序需要硬件层面的强同步，比如x86上的mfence指令），但安全性完全没问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者TSK