Memory barrier（内存屏障）

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内存屏障（英语：Memory barrier），也称内存栅栏，内存栅障，屏障指令等，是一类同步屏障指令，是CPU或编译器在对内存随机访问的操作中的一个同步点，使得此点之前的所有读写操作都执行后才可以开始执行此点之后的操作。

大多数现代计算机为了提高性能而采取乱序执行，这使得内存屏障成为必须。

语义上，内存屏障之前的所有写操作都要写入内存；内存屏障之后的读操作都可以获得同步屏障之前的写操作的结果。因此，对于敏感的程序块，写操作之后、读操作之前可以插入内存屏障。                                                          

                                                                                                                                                                          ——–摘自维基百科  memory barrier inter 称之为memory fence

意思是说因为现在计算机为了提高性能采用了乱序执行，才有屏障等指令（概念）             

那乱序执行又是指什么？

在计算机工程领域，乱序执行（错序执行，英语：out-of-order execution，简称OoOE或OOE）是一种应用在高性能微处理器中来利用指令周期以避免特定类型的延迟消耗的范式。在这种范式中，处理器在一个由输入数据可用性所决定的顺序中执行指令，而不是由程序的原始数据所决定。在这种方式下，可以避免因为获取下一条程序指令所引起的处理器等待，取而代之的处理下一条可以立即执行的指令。 

 

循序运行

主条目：指令周期

在早期的处理器中，指令的执行一般在以下的步骤中完成：

1. 指令获取。
2. 如果输入的运算对象是可以获取的（比如已经存在于寄存器中），这条指令会被发送到合适的功能单元。如果一个或者更多的运算对象在当前的时钟周期中是不可获取的（通常需要从主存获取），处理器会开始等待直到它们是可以获取的。
3. 指令在合适的功能单元中被执行。
4. 功能单元将运算结果写回寄存器。

乱序执行

这种范式通过以下步骤挑选可执行的指令先运行：

1. 指令获取。
2. 指令被发送到一个指令序列中（也称执行缓冲区或者保留站）。
3. 指令将在序列中等待直到它的数据运算对象是可以获取的。然后指令被允许在先进入的、旧的指令之前离开序列缓冲区。
4. 指令被分配给一个合适的功能单元并由之执行。
5. 结果被放到一个序列中。
6. 仅当所有在该指令之前的指令都将他们的结果写入寄存器后，这条指令的结果才会被写入寄存器中。这个过程被称为毕业或者退休周期。

乱序执行的重要概念是实现了避免计算机在用于运算的对象不可获取时的大量等待。在上述文字的要点中，乱序执行处理器避免了在顺序执行处理器处理过程第二步中当指令由于运算数据未到位所造成的等待。

b = a * 5
v = *b
c = a + 3

由于1与3可并发运行，而2之b无法随即获得，因此可以先计算乘法1与加法3，再运行2。

乱序执行使用其他“可以执行”的指令来填补了时间的空隙，然后再在结束时重新排序运算结果来实现指令的顺序执行中的运行结果。指令在原始计算机代码中的顺序被称为程序顺序，在处理器中他们被按照数据顺序中被处理，这种顺序中，数据，运算符，在计算机寄存器中变得可以获取。一般来说乱序执行需要复杂的电路来实现转换一种顺序到另一中顺序并且维护在输出时的逻辑顺序；而处理器本身就好像是随机执行的样子。

乱序执行所带来的益处随着指令管道的加深和主存（或者缓存）和处理器间的速度差的变大而增长。在现代计算机中，处理器的运算速度大大超越了内存速度，所以在顺序执行处理器等待数据的过程中，乱序执行处理器能够执行大量的指令。

                                                                                                                                                                         ——–摘自维基百科   

参考：

https://stackoverflow.com/questions/286629/what-is-a-memory-fence

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B9%B1%E5%BA%8F%E6%89%A7%E8%A1%8C

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%86%85%E5%AD%98%E5%B1%8F%E9%9A%9C