Memory Fence

定义 Definition

Memory fence（内存栅栏/内存屏障）：并发编程与计算机体系结构中的一种同步机制，用于限制编译器或 CPU 对内存读写操作的重排序，并在多核/多线程环境中帮助保证某些内存操作的可见性与顺序性。常见于无锁编程、原子操作与底层并发库中。（不同平台也常称 memory barrier。）

发音 Pronunciation (IPA)

/ˈmɛməri fɛns/

例句 Examples

A memory fence makes sure the update is visible to other threads.
内存栅栏确保这次更新对其他线程可见。

Without a memory fence, the compiler or CPU may reorder reads and writes, causing subtle race conditions in lock-free code.
如果没有内存栅栏，编译器或 CPU 可能会重排读写操作，从而在无锁代码中引发隐蔽的竞态问题。

词源 Etymology

memory 源自拉丁语 memoria（记忆、记忆力）；fence 源自古法语 fens/defens（防护、围护）。在计算机语境中，fence 借喻为“把某些内存操作围起来”，让它们不要被跨越或乱序执行，因此形成术语 memory fence，强调对内存访问顺序的“隔离/约束”。

相关词 Related Words

• Barrier
• Atomic
• Synchronization
• Mutex
• Lock
• Concurrency
• Thread
• Visibility
• Ordering
• Volatile

文献与作品 Notable Works

• C++ Concurrency in Action（Anthony Williams）——讨论原子操作与 memory fences 的用法与内存序。
• Operating Systems: Three Easy Pieces（Remzi & Andrea Arpaci-Dusseau）——在并发与同步主题中涉及内存一致性与屏障概念。
• Computer Architecture: A Quantitative Approach（Hennessy & Patterson）——在内存一致性/多处理器章节中讨论与内存屏障相关的机制。
• ISO/IEC C11 与 C++11/14/17 标准文本及其解读材料——在内存模型与原子操作部分涉及 fence（如 atomic_thread_fence）的语义。