顺序一致性和TSO一致性分别是什么？SC和TSO到底哪个好？

内存一致性之顺序一致性（sequential consistency）

可以说，最直观的内存一致性模型是sequentially consistent（SC）：

内存访问执行的顺序与程序指定的顺序相同

如果是多核心的程序，那么顺序一致性就是，对于任何一个核心而言

所有核心的内存访问实际执行顺序都和程序指定顺序相同

上图中左边是核心C1的程序指定顺序，右边是核心C2的程序指定顺序，中间是实际的内存访问顺序。简而言之，不管是从哪个核心的角度，内存访问的顺序都是遵循程序指定顺序的 。

所以，对于上述程序而言，只要是服从顺序一致性内存模型，最后程序的结果寄存器r2都能够拿到值NEW，唯一不能确定的是执行指令L1的次数。

下面我们展示示例程序几个SC模型的执行顺序：

S1->L1->S2->L2
(r1, r2) = (0, NEW )

S2->L2->S1->L1
(r1, r2) = (NEW, 0).

S1->S2->L1->L2
S1->S2->L2-> L1
S2-> S1-> L1-> L2
S2-> S1-> L2-> L1

(r1, r2) = (NEW, NEW )
综上，这6种内存执行顺序都符合顺序一致模型，而其他的组合都是不符合的。

例如

其他的非顺序一致性模型（例如弱序一致性）可能会放松某些非SC的指令顺序。

顺序一致性（SC）要求每一个load和store都需要按照程序描述的顺序执行下去。

Load ->Store

Store ->Store

Store ->Load / Included for SC but omitted for TSO /

但是由于处理器中write buffer的存在，导致Store ->Load可能发生乱序。另外，在TSO内存一致性模型下，要想store->store保序，其中就要求write buffer是一个first-in-first-out的结构。

程序员可以通过显式的fence指令防止store和load指令之间的乱序。

fence指令的用途就是保证某个内核的fence指令前的所有memory访问能够在fence指令后的memory访问之前完成。

实际上fence指令（或者说是memory barrier）在后续我们即将介绍的弱序内存一致性中更为常用，而在TSO内存一致性模型中很少用，因为仅仅store-load的乱序在大多数情况下都是没有问题的。

到这里，我们已经介绍了顺序一致性和TSO一致性。

什么内存一致性模型才是好的模型呢？

Programmability: 应该可以让程序员比较轻松地编写多线程程序。对于大多数用户来说，该模型的实现应该和程序员的预期差不多 。

Performance: 应该具有比较合理的能效 。

Portability: 应该被广泛采用 。

Precision: 具有比较明确的行为定义，不存在歧义。

SC和TSO到底哪个好？

Programmability: SC实现行为是最直观的。TSO比较直观（存在store-load乱序）。

Performance: TSO可以提供比SC更好的性能。

Portability: SC更容易理解，但是TSO被更多采用。

Precise: 行为定义都比较明确。

原作者：验证哥布林