メモリバリアの用途をC++で説明してください。
C++のメモリバリアは、マルチスレッド間のメモリに対する可視性と順序性を保証する同期プリミティブです。その役割は主に2つあります。
- メモリーバリア：マルチスレッド環境において、各スレッドは独自のローカルキャッシュを持っています。一つのスレッドが共有変数の値を変更した場合、変更後の値を即座に主メモリーに書き戻すのではなく、まず自身のキャッシュに書き込むことがあります。そのため、他のスレッドが変更後の値を即座に参照できなくなることがあり得ます。メモリーバリアはキャッシュの強制フラッシュを行ない、他のスレッドが変更後の値を即座に参照できるようにすることで、メモリーの可視性を確保します。
- マルチスレッド環境では、命令の再配置などの最適化により、コードの実行順序がプログラム上の順序と異なり、予期しない結果が発生する可能性があります。メモリーバリアはコマンドの再配置を制限し、メモリーバリアより前のコマンドがすべて完了してから、メモリーバリアの後のコマンドを実行できるようにすることで、プログラムの実行順序が想定どおりになるのを保証します。
つまり、メモリーバリアは、マルチスレッド環境でのメモリーの可視性と順序性を確保し、プログラムの正しさと整合性を保証します。
