多线程场景下Atomic包装类型与原生类型的差异问询

1. 其他线程能否看到非原子类型的修改？ #

先看你给出的非原子类型示例代码：

fn main() {
    let mut counter = 0;

    std::thread::scope(|scope| {
        scope.spawn(|| counter += 1)
    });

    println!("{counter}");
}

这段代码属于未定义行为，而且完全无法保证主线程能读到子线程修改后的1值。原因在于：

• 非原子类型的读写没有同步机制，处理器会为每个线程缓存数据，子线程对counter的修改可能只停留在自身缓存，未同步到主内存；
• 即使修改同步到主内存，主线程也可能继续使用自身缓存里的旧值；
• 编译器还可能因无法感知线程间同步，对代码做重排序或优化，比如直接将初始值0保留在寄存器中，完全不读取主内存。

只有原子类型配合合适的内存顺序，才能保证线程间的可见性。比如你给出的原子类型示例：

fn main() {
    let counter = AtomicI32::new(0);

    std::thread::scope(|scope| {
        scope.spawn(|| counter.store(1, Ordering::Release))
    });

    println!("{}", counter.load(Ordering::Acquire)); // Ordering::Acquire to prevent from reordering previous instructions
}

这里的Release/Acquire内存顺序配对，能确保：

• 子线程中store操作之前的所有写操作，在主线程执行load后都可见；
• store的1值一定会被主线程读到——Release会强制将修改同步到主内存，Acquire会让主线程从主内存读取最新值，同时禁止指令重排序破坏可见性。

2. Ordering类型是否会影响store操作的值对其他线程的可见时机？ #

看你给出的Relaxed内存顺序示例：

fn main() {
    let counter = AtomicI32::new(0);

    std::thread::scope(|scope| {
        scope.spawn(|| counter.store(1, Ordering::Relaxed))
    });

    println!("{}", counter.load(Ordering::Relaxed));
}

首先明确：Ordering::Relaxed只保证原子操作的完整性（不会读到半写的中间值），不保证可见性的即时性。

具体到这个示例，无法确保一定会输出1。因为Relaxed没有内存屏障，子线程的store操作可能被处理器延迟写入主内存，主线程的load可能仍读取旧值。虽然原子类型保证修改最终会同步到主内存（不会像非原子类型那样永远不可见），但没有任何机制保证主线程执行load时能看到这个修改。

如果需要确保其他线程能及时看到修改，必须使用更强的内存顺序，比如Release/Acquire配对，或者Ordering::SeqCst（顺序一致性，最严格的内存顺序）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者zexed640