Question

考虑以下C代码片段：

int flag = 0;
/* Assume that the functions lock_helper, unlock_helper implement enter/leave in
 * a global mutex and thread_start_helper simply runs the function in separate
 * operating-system threads */

void worker1()
{
  /* Long-running job here */
  lock_helper();
  if (!flag)
    flag = 1;
  unlock_helper();
}

void worker2()
{
  /* Another long-running job here */
  lock_helper();
  if (!flag)
    flag = 2;
  unlock_helper();
}


int main(int argc, char **argv)
{
  thread_start_helper(&worker1);
  thread_start_helper(&worker2);
  do
  {
    /* doing something */
  } while (!flag);
  /* do something with 'flag' */
}

问题：

主线程（和它）的'flag'是否总是为0？由于某些编译器优化，它会陷入do / while循环中？
'volatile'修饰符会有什么不同吗？
如果答案是“取决于编译器提供的功能”，那么有没有我可以使用配置脚本来检查这个“功能” 编译时

Answer 1

代码可能按原样运行，但有点脆弱。首先，它取决于对正在使用的处理器上的flag的读取和写入（并且flag的对齐就足够了）。

我建议使用读锁来读取flag的值，或使用您正在使用的任何线程库的功能使flag正确原子。

Answer 2

有可能在线程之前执行while ...你必须等待执行线程之前，使用pthread_join（）

Answer 3

由于您可以假设对齐int的加载是原子操作，因此您的代码唯一的危险就是优化器：允许您的编译器优化除{{1}的第一次读取之外的所有内容在flag内，我。即将您的代码转换为

main()

有两种方法可以确保不会发生这种情况：1。使int main(int argc, char **argv) { thread_start_helper(&worker1); thread_start_helper(&worker2); /* doing something */ if(!flag) { while(1) /* doing something */ } //This point is unreachable and the following can be optimized away entirely. /* do something with 'flag' */ }易变，这是一个坏主意，因为它包含了相当多的不需要的开销，并且2.介绍必要的记忆障碍。由于读取flag的原子性以及您只想在更改后解释int的值这一事实，您应该能够在循环条件之前只使用编译器屏障像这样：

flag

这里使用的int main(int argc, char **argv) { thread_start_helper(&worker1); thread_start_helper(&worker2); do { /* doing something */ barrier(); } while(!flag) /* do something with 'flag' */ }非常轻巧，是所有障碍中最便宜的。

如果要分析在引发barrier()之前写入的任何其他数据，这还不够，因为您仍可能从内存中加载过时数据（因为CPU决定预取该值）。有关记忆围栏，其必要性及其用途的全面讨论，请参阅https://www.kernel.org/doc/Documentation/memory-barriers.txt

最后，您应该知道，在flag循环退出后，其他编写者线程可能会随时修改flag。因此，您应立即将其值复制到阴影变量，如下所示：

do{}while()

轮询C程序中其他线程写的变量是否安全？

3 个答案: