Question

我需要为另一个线程设置一个标志才能退出。另一个线程会不时检查退出标志。我是否必须使用原子作为旗帜，或者仅仅是一个普通的布尔就足够了（为什么（如果我使用普通布尔可能会出错的例子）？

#include <future>
bool exit = false;
void thread_fn()
{
    while(!exit)
    {
        //do stuff
        if(exit) break;
        //do stuff
    }
}
int main()
{
    auto f = std::async(std::launch::async, thread_fn);
    //do stuff
    exit = true;
    f.get();
}

Answer 1

我是否必须使用atomic来“退出”bool变量？

是即可。

使用atomic<bool>，或通过（例如）std::mutex使用手动同步。您的程序当前包含数据竞争，其中一个线程可能正在读取变量而另一个线程正在编写它。这是未定义的行为。

根据C ++ 11标准的第1.10 / 21段：

如果程序的执行在不同的线程中包含两个冲突的操作，则会执行数据竞争，其中至少有一个不是原子的，也不会发生在另一个之前。任何此类数据竞赛都会产生 未定义的行为。

“冲突”的定义见第1.10 / 4段：

两个表达式评估冲突如果其中一个修改了内存位置（1.7）而另一个修改了内存位置访问或修改相同的内存位置。

Answer 2

是的，您必须进行一些同步。正如您所说，最简单的方法是使用atomic<bool>。

正如@AndyProwl所说的那样，语言定义说在这里不使用原子会给出未定义的行为。这有很好的理由。

首先，通过线程切换可以中断对变量的读取或写入;另一个线程可能会看到部分写入的值，或者如果它修改了值，原始线程将看到一个混合值。其次，当两个线程在不同的核心上运行时，它们具有单独的缓存;写入值会将其存储在缓存中，但不会更新其他缓存，因此线程可能看不到其他线程写入的值。第三，编译器可以根据它看到的内容重新组织代码;在示例代码中，如果循环内没有任何内容改变exit的值，编译器没有任何理由怀疑该值会改变;它可以将循环转换为while(1)。

Atomics解决了所有这三个问题。

Answer 3

实际上，在这个特定的例子中，普通布尔没有出错。唯一的通知是将bool exit变量声明为volatile以将其保存在内存中。 CISC和RISC架构都将bool读/写实现为严格的原子处理器指令。现代多核处理器也具有先进的智能缓存实现。所以，任何记忆障碍都是不必要的。标准引用不适用于这种特殊情况，因为它只处理一个写作和唯一一个帖子的读取。

我是否必须使用atomic <bool>作为“exit”bool变量？</bool>

3 个答案: