C++顺序一致性是否保证读取内存最新值？技术问询

首先看示例代码：

std::atomic<int> X(0), Y(0);
int r1, r2;

void thread1()
{
    X.store(1); // 默认使用std::memory_order_seq_cst
    r1 = Y.load(); // 默认使用std::memory_order_seq_cst
}

void thread2()
{
    Y.store(1); // 默认使用std::memory_order_seq_cst
    r2 = X.load(); // 默认使用std::memory_order_seq_cst
}

核心问题拆解 #

1. 顺序一致性的核心规则：std::memory_order_seq_cst要求所有原子操作存在一个全局总序，且这个总序与每个线程内部的程序顺序完全一致——线程内先执行的操作，在全局总序里必然排在后执行的操作前面。
2. 断言触发可能性：assert(r1 != 0 && r2 != 0)是可能触发的，但绝对不会出现r1=0且r2=0的情况：
   • 比如全局总序为：thread1的X.store → thread1的Y.load → thread2的Y.store → thread2的X.load，此时r1=0（thread1读取Y时，thread2的Y.store还未执行），r2=1（thread2读取X时，thread1的X.store已完成），断言会触发。
   • 反过来，若全局总序是thread2的Y.store → thread2的X.load → thread1的X.store → thread1的Y.load，则r2=0，r1=1，断言同样会触发。
   • 不存在能让r1=0且r2=0的全局总序：如果r1=0，说明thread2的Y.store在thread1的Y.load之后，而thread2的程序顺序要求Y.store在X.load之前，因此thread2的X.load必然在thread1的Y.load之后；又因为thread1的X.store在Y.load之前，所以thread1的X.store一定在thread2的X.load之前，此时thread2的X.load必须读到1，即r2=1。同理，若r2=0则r1必为1。

Preshing与Anthony Williams的说法并不矛盾 #

• Preshing的表述应该是指不会出现r1和r2同时为0的情况，这完全符合顺序一致性的规则。
• Anthony Williams提到的“仍可能读到旧值”，指的是单个线程可能读到另一线程后续才完成的存储操作的旧值（比如上述例子中r1=0或r2=0的情况），这也完全正确——顺序一致性只保证全局总序的存在，不保证跨线程操作一定能彼此看见，只是约束了可见性的逻辑边界。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mati