为什么内存重排序在单核/处理器机器上不是问题？

Question

考虑以下摘自Wikipedia的示例，该示例略有改动，其中程序的步骤对应于各个处理器指令：

x = 0;
f = 0;

Thread #1:
   while (f == 0);
   print x;

Thread #2: 
   x = 42;
   f = 1;

[我知道，当线程在两个不同的物理核心/处理器上运行时，由于顺序混乱，print语句可能会打印不同的值（42或0）。

但是我不明白为什么这在单核计算机上不是问题，因为这两个线程在同一核上运行（通过抢占）。根据Wikipedia：

[当程序在单CPU机器上运行时，硬件会执行必要的簿记操作，以确保程序执行时就像所有内存操作都是按照程序员指定的顺序（程序顺序）执行的，因此不需要内存屏障。

据我所知，单核CPU也会对内存访问进行重新排序（如果它们的内存模型较弱，那么如何确保保留程序顺序？

Answer 1

CPU不会意识到这是两个线程。线程是一种软件构造（1）。

因此，CPU按以下顺序查看这些指令：

store x = 42
store f = 1
test f == 0
jump if true ; not taken
load x

如果CPU在加载后将x的存储重新排序到最后，它将更改结果。虽然允许CPU无序执行，但只有在不改变结果的情况下才执行此操作。如果允许这样做，实际上每个指令序列都可能会失败。不可能产生一个工作程序。

在这种情况下，不允许单个CPU在相同地址的负载之后重新排序存储。至少，到目前为止，CPU可以看到它尚未重新排序。就L1，L2，L3缓存和主内存（以及其他CPU！）而言，可能尚未提交存储。

（（1）像HyperThreads这样的东西，在现代CPU中是常见的，每个内核有两个线程，因此不算作“单CPU”。你的问题。