Question

我有两个共享uint64_t变量的线程。第一个线程只是从变量读取而另一个线程只是写入。如果我不使用互斥锁/自旋锁/原子操作等同步它们，是否有可能从写入线程中读取另一个值？读取通过编写线程编写的旧值并不重要。

作为示例，写入线程将变量增加到0到100之间，并且读取线程打印该值。那么，是否有可能在屏幕上看到一个不同于[0-100]范围的值。目前我没有看到任何不同的价值，但我不确定它是否会导致竞争条件。

提前致谢。

Answer 1

在64位处理器上，数据传输一次是64位，因此您将看到逻辑上一致的值，即您将看不到写入前的32位和写入后的32位。 32位处理器显然不是这样。

您将看到的问题类似于，如果两个线程在不同的核心上运行，则读取线程将不会看到写入线程所做的更改，直到写入线程的核心刷新其缓存。此外，优化可能使得任何一个线程在循环中根本不打算读取存储器。例如，如果您有：

uint64_t x = 0;

void increment()
{
    for (int i = 0 ; i < 100 ; ++i)
    {
        x++;
    }
}

编译器可能会生成在循环开始时将x读入寄存器的代码，并且在循环退出之前不会将其写回内存。你需要像volatile和记忆障碍这样的东西。

Answer 2

如果你对这样的变量有竞争条件，那么所有不好的事情都会发生。

现代C的正确工具是原子。只需声明您的变量

uint64_t _Atomic counter;

然后，所有操作（加载，存储，增量......）都将是原子的，即不可分割，不可中断和可线性化。不需要互斥或其他保护机制。

这已在C11中引入，最近的C编译器，例如gcc和clang，现在支持这种开箱即用。