30｜浑然一体，一气呵成：atomic原子操作 (下)
鸟窝
你好，我是鸟窝。
前面两节课，我们已经了解了原子操作的背景知识以及五种内存序的类型，标准库中 12 种原子类型以及它们非常多的原子方法。atomic 模块中的内容比较多，所以我们还得再开一节才能学习完它的相关知识。
在这节课中，我们先来了解两个底层的和屏障（fence）相关的函数，然后学习原子类型应用的场景。
两个函数
atomic 模块还提供了 fence 和 compiler_fence 两个函数。其实还有一个 spin_loop_hint 函数，但是这个函数自 Rust 1.51.0 就废弃了。
fence
屏障 (Fence) 在其自身与其他线程中的原子操作或屏障之间建立同步。为实现这一点，屏障会阻止编译器和 CPU 对其周围特定类型的内存操作进行重排序。
读写多线程场景下，Acquire 语义和 Release 语义常常配套使用。
下面我们举一个利用屏障在线程间同步的例子。
Thread 1 是写线程
它使用 Release 语义屏障 A
它有写操作 X
Thread 2 是读线程
它使用 Acquire 语义屏障 B
它有读操作 Y
两个线程同步操作同一个原子类型 M
以上是背景介绍，接下来让我们理解官方文档中这段话和示意图：
一个具有（至少）Release 语义的屏障 A，与一个具有（至少）Acquire 语义的屏障 B 进行同步： 当且仅当存在操作 X 和 Y（两者都作用于某个原子对象 ‘M’），使得 A 按序排在 X 之前（A is sequenced before X），Y 按序排在 B 之前（Y is sequenced before B），并且 Y 观测到了 M 的变化（Y observes the change to M）。这就在 A 和 B 之间提供了一个 “happens-before” 的依赖关系。
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1. `atomic`模块提供了`fence`和`compiler_fence`函数，用于建立同步和防止内存重排序。 2. `fence`函数用于在不同线程的原子操作或屏障之间建立同步，通过指定内存序参数来控制同步行为。 3. `compiler_fence`函数是针对编译器的原子屏障，用于在同一线程内的操作建立同步，防止内存重排序。 4. 原子操作适用于构建更复杂的并发原语和系统，常见应用场景包括原子标志位和原子计数器。 5. 原子标志位可用于线程间简单的状态通知，例如主线程通知工作子线程停止。 6. 原子计数器适合统计事件发生次数、管理资源引用计数等，通过原子递增操作实现。 7. 在使用原子操作时，需要注意选择适当的内存序参数来确保正确的同步行为。 8. 原子操作的应用场景丰富多样，可以根据具体需求选择合适的原子类型和操作方法。 9. 使用`Acquire`或`SeqCst`内存序参数可以确保对所有线程的最终写入进行观察，保证数据的一致性和可见性。
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