以下为可重入锁编写的代码是否容易出现指令重新排序错误？

我最近在学习无锁并发中的可重入锁时遇到了以下代码：

class ReentrantLock32
 {
  std::atomic<std::size_t> m_atomic;
  std::int32_t m_refCount;

public:
  ReentrantLock32() : m_atomic(0), m_refCount(0) {}

  void Acquire()
   {
    std::hash<std::thread::id> hasher;
    std::size_t tid = hasher(std::this_thread::get_id());

    if (m_atomic.load(std::memory_order_relaxed) != tid)
     {
       std::size_t unlockValue = 0;
       while (!m_atomic.compare_exchange_weak(
        unlockValue,
        tid,
        std::memory_order_relaxed,
        std::memory_order_relaxed))
       {
        unlockValue = 0;
        PAUSE();
       }
      }
      ++m_refCount;
      std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire);
     }

  void Release() {
   std::atomic_thread_fence(std:memory_order_release);
   std::hash<std::thread::id> hasher;
   std::size_t tid = hasher(std::this_thread::get_id());
   std::size_t actual = m_atomic.load(std::memory_order_relaxed);
   assert(actual == tid);

   --m_refCount;
   if (m_refCount == 0)
    {
     m_atomic.store(0,std::memory_order_relaxed);
    }
 }
//...
}

但是，我不确定释放栅栏调用是否不排除在其之前的线程中进行后续内存操作的可能性，以及获取栅栏是否排除在其之后进行早期内存操作的可能性。如果他们不这样做，从技术上讲，优化是否可能会导致线路

   if (m_refCount == 0)

在调用之前在同一线程上完整且成功地调用 Acquire() 即可成功

     m_atomic.store(0,std::memory_order_relaxed);

在这种情况下，重新排序的 Acquire() 调用中的有效增量将被延迟的 store() 调用覆盖？

在分析这段代码时，我还发现可能存在过时的数据问题，导致重复的锁受到质疑here https://stackoverflow.com/questions/75078759/could-the-following-code-written-for-a-reentrant-lock-be-susceptible-to-a-stale.

还有另一个相关问题来澄清释放栅栏调用的内存操作的潜在顺序here https://stackoverflow.com/questions/75077371/when-exactly-does-a-release-fence-call-in-c-call-go-from-being-a-statement-to?noredirect=1#comment132490123_75077371.

那不可能发生。

您提到的情况发生在线程内。变量在线程内始终与其自身顺序一致。 （否则无法编程。）

例如，如果m_atomic.store(0,std::memory_order_relaxed);卡在存储缓冲区中，CPU 知道在该行中查找负载：if (m_atomic.load(std::memory_order_relaxed) != tid)

无论变量多么宽松，在线程内，优化都不允许更改源代码的语义。原子的存在只是为了向其他线程提供可见性排序保证。

顺便说一句，这样说并不准确：

释放栅栏并不排除在其之前的线程中进行后续操作的可能性

根据杰夫·普雷欣的说法：

释放栅栏可防止按程序顺序在其之前的任何读取或写入以及按程序顺序在其之后的任何写入进行内存重新排序。https://preshing.com/20130922/acquire-and-release-fences/ https://preshing.com/20130922/acquire-and-release-fences/

这意味着理论上 C++ 获取/释放原子线程栅栏比获取/释放内存屏障的常见概念更严格，通过后者允许单向重新排序。