为啥在获取系统时间时在这里使用`atomic_signal_fence`

Posted 2023-03-17

【中文标题】为啥在获取系统时间时在这里使用`atomic_signal_fence`

【英文标题】：Why a `atomic_signal_fence` is used here when getting system time为什么在获取系统时间时在这里使用`atomic_signal_fence`

【发布时间】：2018-06-26 13:13:11

【问题描述】：

我在实现无锁队列的github repo 中找到了这个函数。此函数使用QueryPerformanceCounter 获取准确的系统时间。

#define CompilerMemBar() std::atomic_signal_fence(std::memory_order_seq_cst)
SystemTime getSystemTime()

    LARGE_INTEGER t;
    CompilerMemBar();
    if (!QueryPerformanceCounter(&t)) 
        return static_cast<SystemTime>(-1);
    
    CompilerMemBar();

    return static_cast<SystemTime>(t.QuadPart);

我注意到有两个CompilerMemBar()，我认为这是为了防止编译器重新排序。然而，在我在 github 上搜索了一些代码后，我发现用编译器屏障包装 QueryPerformanceCounter 可能不是一种常见的做法。所以我的问题是这些障碍在这里处理一些特殊情况？可能一个可能的重排序会影响我们得到的系统时间的精度？但我不知道他们会怎么做，因为我认为即使是 WINAPI 调用或 return 语句都被重新排序，它似乎对精度没有影响。

【问题讨论】：

仅供参考：这里有很多关于旧系统的警告和QueryPerformanceCounter msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/… 这可能是一种修复/解决方法的尝试。

【参考方案1】：

代码开发人员可能认为，如果编译器无法重新排序语句，它会产生更准确的结果。 例如：

expensive1(); // takes a lot of time

SystemTime t = getSystemTime();

expensive2();

如果您想要两个昂贵调用之间的确切时间戳（或性能计数），您不希望编译器使用其中一个重新排序 getSystemTime() 因为它可能会影响QueryPerformanceCounter 返回的值。

这是否现实，我不知道。编译器必须知道函数内部发生了什么，否则它不会重新排序任何东西 （如果expensive 调用是在预编译库中定义的，则无论如何都不会对语句进行重新排序。

但至少这种方法似乎并没有太大的危害。 std::atomic_signal_fence(std::memory_order_seq_cst) 阻止编译器重新排序，但它不会产生 CPU 围栏指令。