Why different threads can see different memory operation orders?

The following code is an example from the book C++ Concurrency in Action (2nd edition). The author mentions that threads Ta and Tb can observe different memory states:

  1. Ta observes x == true and y == false.
  2. Tb observes x == false and y == true.

As a result, the value of z could be 0.


std::atomic<bool> x(false),y(false);
std::atomic<int> z(0);
void write_x() { // Ta
  x.store(true, std::memory_order_release); // A
}
void write_y() { // Tb
 y.store(true, std::memory_order_release);  // B
}
void read_x_then_y() { // Tc
 while(!x.load(std::memory_order_acquire)); // C
 if(y.load(std::memory_order_acquire))      // D
   ++z;
}
void read_y_then_x() { // Td
 while(!y.load(std::memory_order_acquire)); // E
 if(x.load(std::memory_order_acquire))      // F
   ++z;
}
int main() {
 std::thread a(write_x);
 std::thread b(write_y);
 std::thread c(read_x_then_y);
 std::thread d(read_y_then_x);
 a.join();
 b.join();
 c.join();
 d.join();
 assert(z.load() != 0);
}

Here is my understanding:
Statements A and B are independent of each other, so they can execute in any order. In a particular execution of the program, there will be a specific order, such as AB or BA. For example, assuming the order is AB:

  1. When thread Tc reaches D, x == true, but y could still be false, so ++z will not execute.
  2. When thread Td reaches F, y == true. Since B runs after A, x must already be true, so ++z will execute, resulting in z > 0.

Why is my understanding wrong?

Initially, I suspected that the result of std::atomic<T>::store might not be immediately visible to other threads. For example, even though A has executed, Td might still see x == false, preventing ++z from executing. However, after researching the visibility of atomic operations, I found that if x.store runs before x.load, then x.load should see the result of x.store, as described in this question about memory_order_relaxed and visibility.

So, why can Ta and Tb observe different states?

New contributor

wang junhao is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật