相关疑难解决方法(0)

正如我最近发布的这个答案所示,我似乎对volatile多线程编程环境中的实用程序(或缺乏实用程序)感到困惑.

我的理解是这样的:每当一个变量可以在访问它的一段代码的控制流之外被改变时,该变量应该被声明为volatile.信号处理程序,I/O寄存器和由另一个线程修改的变量都构成这种情况.

所以,如果你有一个全局int foo,并且foo由一个线程读取并由另一个线程原子设置(可能使用适当的机器指令),则读取线程看到这种情况的方式与它看到由信号处理程序调整的变量或由外部硬件条件修改,因此foo应该声明volatile(或者,对于多线程情况,使用内存隔离负载访问,这可能是一个更好的解决方案).

我怎么错,哪里错了？

一般地,对于int num,num++(或++num),作为读-修改-写操作中,是不是原子.但我经常看到编译器,例如GCC,为它生成以下代码(在这里尝试):

由于第5行对应于num++一条指令,我们可以得出结论,在这种情况下num++ 是原子的吗？

如果是这样,是否意味着如此生成num++可以在并发(多线程)场景中使用而没有任何数据争用的危险(例如,我们不需要制作它,std::atomic<int>并强加相关成本,因为它是无论如何原子)？

UPDATE

请注意,这个问题不是增量是否是原子的(它不是,而且是问题的开头行).它是否可以在特定场景中,即在某些情况下是否可以利用单指令性质来避免lock前缀的开销.而且,作为公认的答案约单处理器的机器,还有部分提到这个答案,在其评论和其他人谈话解释,它可以(尽管不是C或C++).

是C/C++的基本类型,如int,double等,原子,如线程？

他们是否免于数据竞赛; 也就是说,如果一个线程写入这种类型的对象而另一个线程从中读取,那么行为是否定义明确？

如果没有,它是否依赖于编译器或其他东西？

我一直在阅读一篇关于MSDN中的无锁编程的文章.它说 :

在所有现代处理器上,您可以假设自然对齐的本机类型的读取和写入 是原子的.只要存储器总线至少与读取或写入的类型一样宽,CPU就会在单个总线事务中读取和写入这些类型,这使得其他线程无法在半完成状态下看到它们.

它给出了一些例子:

// This write is not atomic because it is not natively aligned.
DWORD* pData = (DWORD*)(pChar + 1);
*pData = 0;

// This is not atomic because it is three separate operations.
++g_globalCounter;

// This write is atomic.
g_alignedGlobal = 0;

// This read is atomic.
DWORD local = g_alignedGlobal;

我读了很多答案和评论说,没有什么能保证在C++中是原子的,甚至在标准中都没有提到,在SO中,现在我有点困惑.我误解了这篇文章吗？或者文章作者是否谈论了非标准和特定于MSVC++编译器的内容？

所以根据这篇文章,下面的作业必须是原子的,对吧？

struct Data
{
    char ID;
    char pad1[3];
    short Number;
    char pad2[2];
    char Name[5];
    char pad3[3];
    int Number2;
    double …

我一直在读这篇关于原子操作的文章,它提到了32位整数赋值在x86上是原子的,只要该变量是自然对齐的.

为什么自然对齐确保原子性？

我正在使用全局变量实现线程间通信.

//global var
volatile bool is_true = true;

//thread 1
void thread_1()
{
    while(1){
        int rint = rand() % 10;
        if(is_true) {
            cout << "thread_1: "<< rint <<endl;  //thread_1 prints some stuff
            if(rint == 3)
                is_true = false;  //here, tells thread_2 to start printing stuff
        }
    }
}

//thread 2
void thread_2()
{
    while(1){
        int rint = rand() % 10;
        if(! is_true) {  //if is_true == false
            cout << "thread_1: "<< rint <<endl;  //thread_2 prints some stuff
            if(rint == 7) …

我有一个非常简单的问题.我有简单的类型变量(如int).我有一个进程,一个编写器线程,几个"只读"线程.我该如何声明变量？

• volatile int
• std::atomic<int>
• int

我希望当"writer"线程修改值时,所有"读者"线程应该尽快看到新的值.

可以同时读取和写入变量,但我希望读者获得旧值或新值,而不是某些"中间"值.

我正在使用单CPU Xeon E5 v3机器.我不需要是可移植的,我只在这台服务器上运行代码,我编译-march=native -mtune=native.性能非常重要,所以除非绝对需要,否则我不想添加"同步开销".

如果我只是使用int并且一个线程写入值,那么在另一个线程中我可能暂时没有看到"新鲜"值吗？

我实际上已经听过两种说法.我怀疑他们不是,但我想让这个话题得到解决.

根据Are C++读取和写入int Atomic？,由于处理器缓存的问题,int的读取(以及因此指针 - 或者我认为)在C中不是原子的.所以,我的问题是我可以使用一些程序集来读取原子,或者我需要使用锁吗？我查看了几组原子操作库,到目前为止,我无法找到原子读取的函数.

编辑:编译器: Clang 2.9 编辑:平台: x86(64位)

谢谢.

注意：对于这个问题，我不是在谈论 C 或 C++语言标准。相反，我谈论的是针对特定体系结构的 gcc 编译器实现，因为语言标准对原子性的唯一保证是使用_AtomicC11 或更高版本中的类型或std::atomic<>C++11 或更高版本中的类型。另请参阅我在这个问题底部的更新。

在任何体系结构上，某些数据类型可以原子方式读取和写入，而其他数据类型则需要多个时钟周期，并且可能在操作中间被中断，如果跨线程共享该数据，则会导致损坏。

在8 位单核 AVR 微控制器（例如：Arduino Uno、Nano 或 Mini 使用的 ATmega328 mcu）上，只有8 位数据类型具有原子读取和写入（使用 gcc 编译器和gnu C 或gnu C++语言）。我在不到 2 天的时间里进行了 25 小时的马拉松式调试，然后在这里写下了这个答案。另请参阅此问题的底部以获取更多信息。以及有关使用 AVR-libc 库的 gcc 编译器编译时 AVR 8 位微控制器具有自然原子写入和自然原子读取的 8 位变量的文档。

在（32 位）STM32 单核微控制器上，任何32 位或更小的数据类型绝对自动是原子的（当使用 gcc 编译器和 gnu C 或 gnu C++ 语言编译时，因为ISO C 和 C++ 不保证这一点直到 2011 年版本，_Atomic类型为 C11 …