c中的并发变量访问

Question

关于C语言中的并发编程,我有一个相当具体的问题.我已经对此进行了相当多的研究,但已经看到了几个相互矛盾的答案,所以我希望得到一些澄清.我有一个程序,如下所示(对于冗长的代码块抱歉):

typedef struct {
  pthread_mutex_t mutex;
  /* some shared data */
  int eventCounter;
} SharedData;

SharedData globalSharedData;

typedef struct {
  /* details unimportant */
} NewData;

void newData(NewData data) {
  int localCopyOfCounter;

  if (/* information contained in new data triggers an
         event */) {
    pthread_mutex_lock(&globalSharedData.mutex);
    localCopyOfCounter = ++globalSharedData.eventCounter;
    pthread_mutex_unlock(&globalSharedData.mutex);
  }
  else {
    return;
  }

  /* Perform long running computation. */

  if (localCopyOfCounter != globalSharedData.eventCounter) {
    /* A new event has happened, old information is stale and
       the current computation can be aborted. */
    return;
  }

  /* Perform another long running computation whose results
     depend on the previous one. */

  if (localCopyOfCounter != globalSharedData.eventCounter) {
    /* Another check for new event that causes information
       to be stale. */
    return;
  }

  /* Final stage of computation whose results depend on two
     previous stages. */
}

有一个线程池为传入数据的连接提供服务,因此可以同时运行多个newData实例.在多处理器环境中,我知道在使代码处理部分代码正确时有两个问题:阻止编译器在寄存器中缓存共享计数器副本,以便其他线程无法看到它,并强制执行CPU以及时的方式将计数器值的存储写入内存,以便其他线程可以看到它.我宁愿不在计数器检查周围使用同步调用,因为部分读取计数器值是可接受的(它将产生一个不同于本地副本的值,这应该足以断定事件已经发生).将SharedData中的eventCounter字段声明为volatile是否足够,或者我是否需要在此处执行其他操作？还有更好的方法来处理这个问题吗？

Answer 1

不幸的是，C 标准对并发性的描述很少。然而，大多数编译器（无论如何，gcc 和 msvc）都会将 易失性读取视为具有获取语义- 易失性变量将在每次访问时从内存中重新加载。这是可取的，您现在的代码可能最终会比较寄存器中缓存的值。如果这两个比较都得到优化，我什至不会感到惊讶。

所以答案是肯定的，让其eventCounter变得易失。或者，如果您不想过多限制编译器，可以使用以下函数来执行eventCounter.

int load_acquire(volatile int * counter) { return *counter; }

if (localCopy != load_acquire(&sharedCopy))
    // ...