atomic <int>和int之间的区别

问题描述

我想知道std::atomic<int>和int之间是否有任何区别，如果我们只是在进行加载和存储。我不关心内存顺序。例如，考虑以下代码

@H_502_6@

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（如果您取消注释cout）将是

线程：1

线程：2

线程：3

...

我想知道将int x更改为atomic<int> x是否有好处？

解决方法

考虑您的代码：

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，那么您可以期望，当调用f时，x将至少从堆栈中读取一次，但是这样做之后，编译器可以没有理由认为对x所做的任何更改都不会在函数外部发生，或者认为在函数内部对x进行的任何更改都必须在函数外部可见，直到函数返回后才可见，因此有权将x读入CPU寄存器，继续查看相同的寄存器值并将其与myid进行比较-这意味着它要么立即通过，要么永远卡住。

然后，允许编译器假定他们会取得进展（请参阅C ++标准中的Forward Progress），因此他们可以得出结论，因为如果x != myid，x可以t可能等于myid，并删除内部的while循环。同样，简化为while (1) x = (x % 3) + 1;的外部循环（其中x可能是寄存器）不会取得进展，也可以消除。或者，编译器可以退出循环，但删除x上看似毫无意义的操作。

将您的代码放入在线Godbolt编译器浏览器中，并以-O3优化的GCC主干进行编译，f（int）代码为：

f(int):
.L2:
    jmp     .L2

如果使x原子化，则编译器不能在访问/修改寄存器时简单地使用寄存器，并假定在函数返回之前会有适当的时间进行更新。实际上，它将不得不修改内存中的变量并传播更改，以便其他线程可以读取更新后的值。

我想知道将int x更改为atomic x是否有好处？

你可以这么说。在您的示例中将<button class="grey" value="ac">ac</button> <button class="grey" value="+">+</button> <button class="grey" value="-">-</button> <button class="grey" value="%">%</button> <button class="coral" value="➗">➗</button> <button class="dark" value="7">7</button> <button class="dark" value="8">8</button> <button class="dark" value="9">9</button> <button class="coral" value="X">X</button> <button class="dark" value="4">4</button> <button class="dark" value="5">5</button> <button class="dark" value="6">6</button> <button class="coral" value="minus">-</button> <button class="dark" value="1">1</button> <button class="dark" value="2">2</button> <button class="dark" value="3">3</button> <button class="coral" value="add">+</button> <button class="zero" value="0">0</button> <button class="dark" value=".">.</button> <button class="coral" value="equal">=</button>转换为int会将程序从不正确变为正确（*）。

同时从多个线程访问相同的atomic<int>（没有任何形式的访问同步）是未定义行为。

*）好吧，该程序可能仍然不正确，但至少可以避免该特定问题。

c++c++11 stdatomic