硬體記憶體屏障是否會改善生產者-消費者隊列中的原子操作可見性延遲？

硬體記憶體屏障和原子操作的可見性

簡介：

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是否放置生產者-消費者隊列中的硬體記憶體屏障在可見性延遲方面提供優勢嗎？本問題解決了引入這些障礙的潛在好處，並評估了它們對延遲和吞吐量的影響。

記憶體屏障和 C 記憶體模型：

C 記憶體模型確保一致性原子操作的執行。然而，它依賴硬體機制來執行這些保證。記憶體屏障用於管理對共享記憶體的訪問，防止記憶體讀寫無序發生。

記憶體屏障會增強可見性延遲嗎？

在在生產者-消費者隊列的上下文中，通常認為在 C 記憶體模型所需的記憶體屏障之外使用額外的記憶體屏障沒有好處。主要原因是硬體已經有效地處理了原子操作的可見性。屏障會增加延遲，可能會降低吞吐量，但不會相應增加延遲。

有和沒有屏障的延遲：

無屏障訪問原子操作時所經歷的延遲可能會有所不同取決於硬體架構。在 x86 上，不存在因缺乏障礙而增加的固有延遲。同樣，在 ARM 上，障礙被實現為對延遲影響最小的輕量級操作。

例外：x86 伺服器平台

在x86 伺服器平台上，某些場景可以受益於更強的記憶體排序，例如使用「mfence」或「lock add ”指令。然而，只有在徹底的測試確認其必要性後才應採用這些最佳化。

結論：一般來說，向生產者-消費者隊列添加不必要的記憶體屏障確實會造成影響。不提供顯著的延遲優勢。硬體已經有效地管理原子操作的可見性。僅在特定場景中，例如在高階伺服器平台上，更強的記憶體排序可能會提高效能。盲目地使用屏障通常會導致吞吐量下降，而延遲卻沒有相應減少。

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