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原子线程围栏:为什么在这个非原子变量上存在数据竞争?这有关系吗?

atomic c++11 multithreading c++

Antoine Morrier · 技术社区 · 7 年前

假设我们有两个线程。一个生产者和一个消费者。我们有生产数据的生产者和使用数据的消费者。然而,守卫不是原子的!

bool isDataReady = false;
int data = 0;

void Producer() {
  data = 42;
  std::atomic_thread_fence(std::memory_order_release);
  isDataReady = true;
}

void Consumer() {
  while(!isDataReady);
  std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire);
  assert(data == 42);
}

我想知道为什么会有数据竞赛 isDataReady . 通常,正确的代码应该是 relaxed 在原子布尔变量上排序。

是否因为对isDataReady的写入(事务)无法在读取之前完成?即使是这样,这真的是一个问题吗?

1 回复 | 直到 7 年前

bartop 7 年前

这种数据竞争是危险的,你应该注意消除它。它可能不会因为你的运气而显现,但它最终会引起头痛。

再长一点

由于以下几个问题,此代码存在问题:

编译时 Consumer 编译器不知道 isDataReady 可以改变背景,因此发射是完全合理的 while(!isDataReady) forward progress guarantee ,正如评论中指出的那样)。
如果写入和/或读取到 bool 不是原子的(在大多数平台上不是这样,但理论上是可能的),任何读取都可能导致获取垃圾数据。
记忆栅栏 std::memory_order_release std::memory_order_acquire (至少在简化方面)。因此,bool变量的变化可能在其他线程中不可见。
由于现代处理器的超标量结构, 处理器可以在运行时对操作重新排序 Producer 看得见 消费者 可能与代码中输入的不同。

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