我可以在多线程情况下使用无锁的 char 变量吗

Question

正如 c/c++ 标准所说，的大小char必须是1. 据我了解，这意味着 CPU 保证char必须在一条指令中完成对 a 的任何读取或写入。

假设我们有许多线程，它们共享一个char变量：

char target = 1;

// thread a
target = 0;

// thread b
target = 1;

// thread 1
while (target == 1) {
    // do something
}

// thread 2
while (target == 1) {
    // do something
}

总之，有两种线程：一种是设置target到0or 中1，另一种是执行某些任务 if target == 1。目标是我们可以通过修改 的值来控制任务线程target。

根据我的理解，我们似乎根本不需要使用mutex/lock。但是我的编码经验给了我一种强烈的感觉，我们必须mutex/lock在这种情况下使用。

我现在很困惑。mutex/lock在这种情况下我应该使用还是不使用？

你看，我可以理解为什么我们mutex/lock在其他情况下需要，例如i++. 因为i++不能只在一条指令中完成。所以可以target = 0在一条指令中完成，对吗？如果是这样，是否意味着mutex/lock在这种情况下我们不需要？

好吧，我知道我们可以使用std::atomic，所以我的问题是：既不使用mutex/lcok也不使用std::atomic.

Answer 1

std::atomic保证访问变量是原子的。从cppreference：

std::atomic 模板的每个实例化和完全特化都定义了一个原子类型。如果一个线程写入原子对象而另一个线程从中读取，则行为是明确定义的（有关数据竞争的详细信息，请参阅内存模型）。

当 achar实际上是原子的（大小为 1 是不够的）时，则std::atomic<char>不需要额外的同步。但是，在char非原子的平台上，std::atomic<char>保证可以使用互斥锁或类似物以原子方式读取和写入。

在实践中，我希望char是原子的，但标准并不能保证这一点。

还要考虑诸如+=读取和写入值之类的操作，因此单独的原子读取和写入不足以安全地调用+=，而std::atomic<T>具有适当的operator+=.

TL; 博士

我现在很困惑。在这种情况下我应该使用互斥锁/锁吗？

让别人为你做决定。当你想要一些原子性的东西时，std::atomic<something>除非你想要对同步进行细粒度控制，否则使用 a 。