正在更新双重操作原子

Question

在Java中，更新double和long变量可能不是原子变量，因为double / long被视为两个独立的32位变量。

http://java.sun.com/docs/books/jls/second_edition/html/memory.doc.html#28733

在C ++中，如果我使用的是32位Intel处理器+ Microsoft Visual C ++编译器，那么更新双（8字节）操作原子？

我找不到有关此行为的详细说明。

当我说“原子变量”时，这就是我的意思：

线程A试图将1写入变量x。 线程B试图将2写入变量x。

我们将从变量x得到值1或2，但不是未定义的值。

Answer 1

这是特定于硬件的，取决于架构。对于x86和x86_64，如果对齐，则保证8字节写入或读取是原子的。引自英特尔架构内存订购白皮书：

  

Intel 64内存订购保证   对于以下每一个   内存访问指令，   组成记忆操作出现   作为单个内存访问执行   无论内存类型如何：

     

  

1. 读取或写入单个字节的指令。

  

2. 读取或写入地址为的字（2个字节）的指令   在2字节边界上对齐。

  

3. 读取或写入地址为的双字（4字节）的指令   在4字节边界上对齐。

  
4. 读取或写入地址为的四字（8字节）的指令   在8字节边界上对齐。
        

所有锁定的指令（隐含地   锁定xchg指令和其他   读取 - 修改 - 写入指令   锁定前缀）是不可分割的   不间断负载序列   然后是商店，无论如何   记忆类型和对齐方式。

Answer 2

可以安全地假设更新double绝不是原子的，即使它的大小与具有原子保证的int相同。原因是，如果它具有不同的处理路径，因为它是非关键且昂贵的数据类型。例如，即使数据障碍通常也提到它们一般不适用于浮点数据/操作。

Visual C ++将对原始类型进行对齐（请参阅article），同时应该保证在写入内存时它的位不会出现乱码（8字节对齐始终在一个64位或128位高速缓存行中） rest取决于CPU如何处理其缓存中的非原子数据以及读取/刷新缓存行是否可中断。因此，如果您通过英特尔文档挖掘您正在使用的核心类型，它会为您提供保证，那么您就可以放心使用。

Java规范如此保守的原因在于它应该在旧版386和Corei7上以相同的方式运行。这当然是妄想，但承诺是一种承诺，因此它承诺较少:-)

我说你必须查找CPU文档的原因是你的CPU可能是旧的386，或类似的:-)）不要忘记在32位CPU上你的8字节块需要2“轮”访问，因此您可以接受缓存访问机制的左右。

缓存行刷新提供更高的数据一致性保证仅适用于具有Intel-ian保证的合理最新CPU（自动缓存一致性）。

Answer 3

我不认为在任何体系结构中，线程/上下文切换会中断更新寄存器中途，以便您可以保留例如更新其将要更新的32位的18位。同样更新内存位置（假设它是基本访问单元，8,16,32,64位等）。

Answer 4

这个问题已经回答了吗？我运行了一个简单的测试程序来改变一个双：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv)
{
    double i = 3.14159265358979323;
    i += 84626.433;
}

我在没有优化的情况下编译它（gcc -O0），并且所有赋值操作都使用单个汇编程序指令执行，例如fldl .LC0和faddp %st, %st(1)。 （i += 84626.433当然要完成两项操作，faddp和fstpl）。

线程是否真的在单个指令中被中断，例如faddp？

Answer 5

在多核上，除了原子之外，你还要担心缓存的一致性，这样当编写器更新时，线程读取会在缓存中看到新值。