메모리 모델(Memory Model)이란?

메모리 모델(Memory Model)

메모리 모델이란, 여러 개의 스레드가 공유 메모리에 접근할 때, 어떤 순서로 데이터가 보일지 정의한 약속 또는 규칙을 말한다.

CPU와 컴파일러는 성능을 위해 우리가 짠 코드의 실행 순서를 멋대로 바꾸곤 하는데, 이때 메모리 모델은 그 멋대로의 허용 범위를  결정한다.

메모리 모델의 두 가지 측면

• 원자성(Atomicity) : "데이터를 수정할 때, 중간 단계가 다른 스레드에 보이지 않게 하라"
  예를 들어, 64비트 데이터를 저장할 하위 32비트만 먼저 저장되어 이상한 값이 읽히는 상황을 방지하는 규칙이다.
• 가시성과 순서(Visibility & Ordering) : 한 스레드가 수정한 내용이 언제, 어떤 순서로 다른 스레드에게 보일 것인가?

C++ 11 이전과 이후의 차이

사실 2011년 이전의 C++ 에는 표준적인 메모리 모델이 없었다.

• C++ 11 이전: "멀티스레딩은 OS(Window, Linux)가 알아서 할 일이지, 언어의 영역이 아니다"라고 생각했다. 그래서 하드웨어마다 동작이 제각각이었고 이식성이 낮았다.
• C++ 11 이후: 언어 차원에서 `C++ 메모리 모델`을 공식 정의했다. 이제 프로그래머는 하드웨어가 인텔인지 ARM인지 고민할 필요 없이, 표준에서 제공하는 std::atomic 또는 memory_order만 사용하면 모든 환경에서 동일한 논리로 동작하는 코드를 작성할 수 있게 되었다.

정리하자면

서로 다른 하드웨어의 특성을 하나로 추상화하여, 개발자가 어떤 환경에서도 일관되고 안전하게 멀티스레드 프로그래밍을 할 수 있도록 돕는 `가상의 보호막`이라고 이해하면 쉽다.

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