原子<int>和int之间的区别

Question

我想知道我们是否只是进行加载和存储之间是否有任何std::atomic<int>不同int。我不关心内存顺序。例如考虑下面的代码

int x{1};

void f(int myid) {

    while(1){
        while(x!= myid){}
        //cout<<"thread : "<< myid<<"\n";
        //this_thread::sleep_for(std::chrono::duration(3s));
        x = (x % 3) + 1;
    }
}

int main(){

    thread x[3];
    for(int i=0;i<3;i++){

        x[i] = thread(f,i+1);
    }

    for(int i=0;i<3;i++){

        x[i].join();
    }
}

现在输出（如果取消注释 cout）将是

线程：1

螺纹数：2

螺纹数：3

...

int x我想知道更改为有什么好处吗atomic<int> x？

Answer 1

考虑你的代码：

void f(int myid) {
    while(1){
        while(x!= myid){}
        //cout<<"thread : "<< myid<<"\n";
        //this_thread::sleep_for(std::chrono::duration(3s));
        x = (x % 3) + 1;
    }
}

如果程序没有未定义的行为，那么您可以预期，当被f调用时，x将从堆栈中至少读取一次，但是完成此操作后，编译器没有理由认为任何更改都会在x函数外部发生，或者x函数内所做的任何更改都需要在函数外部可见，直到函数返回后，因此它有权读x入 CPU 寄存器，继续查看相同的寄存器值并将其进行比较myid- 这意味着它将要么立即通过，要么永远被卡住。

然后，编译器可以假设它们会取得进展（请参阅 C++ 标准中的前进进展），因此它们可以得出结论，因为如果x != myid,x不可能等于，它们永远不会取得进展myid，并删除内部while循环。类似地，简化为寄存器的外循环while (1) x = (x % 3) + 1;不会x取得进展，也可以被消除。或者，编译器可以离开循环，但删除 上看似毫无意义的操作x。

将代码放入在线Godbolt编译器资源管理器中，并在-O3优化时使用GCC trunk进行编译，f(int)代码为：

f(int):
.L2:
    jmp     .L2

如果你使x原子化，那么编译器不能在访问/修改寄存器时简单地使用它，并假设在函数返回之前有一个很好的时间来更新它。它实际上必须修改内存中的变量并传播该更改，以便其他线程可以读取更新的值。