Что такое последовательная согласованность?

Последовательная согласованность (Sequential Consistency) — это модель согласованности в распределенных системах или многопоточных программах, гарантирующая, что результат выполнения любой параллельной программы будет таким, как если бы все операции всех процессоров (потоков) были выполнены в некотором последовательном порядке, и операции каждого отдельного процессора (потока) в этом последовательном порядке следовали в том порядке, в котором они были заданы в программе.

Иными словами:

1. Сохранение порядка операций внутри потока: Операции, инициированные одним потоком, видны другим потокам в том же порядке, в котором они были выполнены этим потоком.
2. Единый глобальный порядок: Существует некий единый, глобальный, линейный порядок выполнения всех операций всех потоков, который соблюдается всеми потоками.

Эта модель является одной из самых сильных и интуитивно понятных, но ее реализация может быть дорогостоящей с точки зрения производительности из-за необходимости синхронизации и предотвращения переупорядочивания операций компилятором и железом.

Пример:

// Поток 1
x = 1;
y = 2;

// Поток 2
// Операции чтения x и y

При последовательной согласованности, если Поток 1 сначала записывает 1 в x, а затем 2 в y, то Поток 2 никогда не "увидит" y равным 2 до того, как увидит x равным 1. Возможные последовательные исполнения:

• x = 1; y = 2; read(x); read(y); (read(x) = 1, read(y) = 2)
• x = 1; read(x); y = 2; read(y); (read(x) = 1, read(y) = 2)
• read(x); x = 1; read(y); y = 2; (read(x) может быть 0, read(y) может быть 0, затем read(x) = 1, read(y) = 2)

Невозможен сценарий, когда Поток 2 видит y = 2, но при этом x все еще равно 0, если Поток 1 сначала записывает x = 1, а потом y = 2.