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译: Programming Language Memory Models (Memory Models, Part 2)
内容提要
编程语言内存模型探讨了并行程序中线程共享内存的行为保障。通过原子变量和操作，程序可以同步线程，避免数据竞争。现代语言如C、Java和C++提供顺序一致的原子操作，确保无数据竞争的程序表现为顺序一致执行。尽管细节不同，各语言都致力于消除数据竞争，提高并发程序的可靠性。
关键要点
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编程语言内存模型探讨线程共享内存的行为保障。
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通过原子变量和操作，程序可以同步线程，避免数据竞争。
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现代语言如C、Java和C++提供顺序一致的原子操作，确保无数据竞争的程序表现为顺序一致执行。
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如果变量不是原子变量，线程可能会因为编译器优化而导致死循环或错误输出。
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将变量改为原子变量可以确保线程间的正确同步。
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无数据竞争的程序在现代语言中保证顺序一致性，符合DRF-SC属性。
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编程语言内存模型规定了程序员和编译器的责任，是二者之间的契约。
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不同语言在原子变量的排序保证、访问方式等方面存在差异。
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Java的内存模型经历了多次修订，最终采用DRF-SC路线。
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C++11引入了复杂的内存模型，允许带数据竞争的程序未定义行为。
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Rust和Swift的内存模型借鉴了C/C++，并引入了顺序一致的原子操作。
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JavaScript在引入共享内存后，必须定义原子操作与内存模型。
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所有语言都未能用形式化方法封杀凭空值等悖论，只是非正式地禁止它们。
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处理器厂商已接受顺序一致同步原子这一抽象值得高效实现。
延伸解读
内存模型的重要性
编程语言的内存模型是确保并行程序正确性的基础。它规定了线程间共享内存的行为，帮助程序员理解在多线程环境中如何避免数据竞争。掌握内存模型的细节，可以有效提高程序的可靠性和性能，尤其在处理复杂的并发任务时。
原子变量的作用
使用原子变量是确保线程安全的关键措施。通过将普通变量转换为原子变量，可以避免编译器优化导致的潜在问题，如死循环或错误输出。理解原子变量的工作原理，有助于开发者在多线程环境中实现正确的同步机制，确保数据的一致性。
不同语言的内存模型差异
各编程语言在内存模型的实现上存在显著差异。例如，Java的内存模型经过多次修订，最终采用DRF-SC路线，而C++11则允许带数据竞争的程序未定义行为。这些差异影响了程序的可预测性和安全性，开发者在选择语言时应考虑这些因素。
延伸问答
编程语言内存模型的主要作用是什么？
编程语言内存模型主要用于探讨并行程序中线程共享内存的行为保障，确保程序在多线程环境下的正确性和可靠性。
如何通过原子变量避免数据竞争？
通过将变量声明为原子变量，程序可以确保线程间的正确同步，避免因编译器优化导致的数据竞争。
现代编程语言如何保证无数据竞争的程序顺序一致性？
现代编程语言通过提供顺序一致的原子操作，确保无数据竞争的程序表现为顺序一致执行，符合DRF-SC属性。
Java内存模型的演变历程是怎样的？
Java内存模型经历了多次修订，最终采用DRF-SC路线，旨在提供更好的多线程保证和消除数据竞争。
C++11内存模型与Java内存模型有什么不同？
C++11内存模型对带数据竞争的程序没有任何保证，而Java内存模型则定义了带竞争程序的行为，提供更强的安全性。
Rust和Swift的内存模型是如何设计的？
Rust和Swift的内存模型借鉴了C/C++，并引入了顺序一致的原子操作，以提高并发程序的可靠性。
