Question

想象一下有两个线程的程序。他们正在运行以下代码（CAS引用Compare and Swap）：

// Visible to both threads
static int test;

// Run by thread A
void foo()
{
    // Check if value is 'test' and swap in 0xdeadbeef
    while(!CAS(&test, test, 0xdeadbeef)) {}
}

// Run by thread B
void bar()
{
    while(1) {
        // Perpetually atomically write rand() into the test variable
        atomic_write(&test, rand());
    }
}

线程B是否有可能永远导致线程A的CAS失败，从而永远不会将0xdeadbeef写入'test'？或者自然调度抖动是否意味着在实践中这种情况永远不会发生？如果在线程A的while循环中完成了一些工作会怎样？

Answer 1

作为一个理论问题，是的。如果你能以某种方式管理这两个线程像这样的

锁步运行

    time     thread A     thread B
    ----     --------     --------
     ||       CAS
     ||                   atomic_write
     ||       CAS
     \/                   atomic_write

然后CAS永远不会返回true。

实际上，当线程共享CPU / Core时，永远不会发生这种情况，并且当线程在不同的CPU或内核上运行时，不太可能发生这种情况。在实践中，令人难以置信地不可能发生超过几个周期，并且天文学上不太可能发生超过调度程序量子。

这就是这个代码

void foo()
{
    // Check if value is 'test' and swap in 0xdeadbeef
    while(!CAS(&test, test, 0xdeadbeef)) {}
}

执行它的操作，即获取test的当前值，并将其与test进行比较以查看它是否已更改。在现实世界中，CAS的迭代将由执行实际工作的代码分开。需要volatile关键字来确保编译器在调用CAS之前获取测试，而不是假设它可能仍然存在于寄存器中的副本仍然有效。

或者您要测试的值不是test的当前值，而是某种最后已知的值。

换句话说，这个代码示例是对该理论的测试，但是你不会在实践中使用这样的CAS，所以即使你可以让它失败，它也不一定告诉你它是如何失败的当用于现实世界的算法时。

Answer 2

在这种情况下肯定会发生饥饿。引用the wikipedia page，

它也被证明了广泛可用的原子条件原语，CAS和LL / SC，不能提供无饥饿许多常见数据的实现没有记忆成本的结构数量呈线性增长线程。无等待算法因此在研究和研究方面都很少见在实践中。

（请参阅相关页面中的链接以获取数学证明）。

竞争原子操作可以相互挨饿吗？

2 个答案: