Question

我知道C ++标准并不保证数据竞争存在的任何事情（我相信数据竞争有未定义的行为，意味着任何事情，包括程序终止，修改随机内存等......）。 / p>

是否有任何架构，其中包含一个写入内存位置的线程和一个从同一位置读取的线程（没有同步）的数据争用不会导致读取操作读取未定义的值，并且内存位置为＆＃34;最终＆＃34; （在内存屏障之后）更新为写操作写入的值？

[编辑以取代＆＃34;竞争条件＆＃34;与＆＃34;数据竞赛＆＃34;]

Answer 1

数据竞争的问题不在于，您可以在计算机级别读取错误的值。 数据竞争的问题在于，编译器和处理器都对代码执行了大量优化。为了确保在存在多个线程时这些优化是正确的，它们需要有关可在线程之间共享的变量的其他信息。这种优化可以是例如：

重新排序操作
添加额外的加载和存储操作
删除加载和存储操作

Hans Boehm有一篇名为How to miscompile programs with "benign" data races的好文章良性数据竞赛。以下摘录摘自本文：

仔细检查延迟初始化

众所周知，这在源代码中是不正确的   水平。典型的用例类似于
if (!init_flag) {
    lock();
    if (!init_flag) {
        my_data = ...;
        init_flag = true;
    }
    unlock();
}
tmp = my_data;
没有什么能阻止优化编译器重新排序设置 my_data与init_flag的{{1}}，或甚至提升my_data的负载在init_flag的第一次测试之前，在条件init_flag中重新加载它没设定。即使编译器，某些非x86硬件也可以执行类似的重新排序不执行任何转换。其中任何一个都可能导致my_data的最终读取看到未初始化的值并产生不正确的结果。

以下是另一个示例，其中int x是共享的，int r是局部变量。

int r = x;
if (r == 0)
    printf("foo\n");
if (r != 0)
    printf("bar\n");

如果我们只说，读数x会导致未定义的值，那么程序将打印“foo”或“bar”。但是如果编译器按如下方式转换代码，程序也可能同时打印两个字符串。

if (x == 0)
    printf("foo\n");
if (x != 0)
    printf("bar\n");

Answer 2

你可以使用Linux操作系统，你可以在c ++中通过父进程分叉2个或更多的子进程，你可以使两个访问一个内存位置，通过使用同步，你可以实现你想做的.--＆gt ; How to share memory between process fork()? ，http://en.wikipedia.org/wiki/Dekker's_algorithm，http://en.wikipedia.org/wiki/Readers%E2%80%93writers_problem，

Answer 3

总是会产生竞赛位置的一个示例：要求两个线程为相同的变量写入不同的值。我们假设

线程一将变量a设置为1
线程二将变量a设置为2

即使使用互斥锁，您也会获得竞争条件，因为

如果先执行第一个线程，则得到a = 1，然后a = 2.
如果先执行第二个线程，则得到a = 2，然后a = 1.

线程的顺序取决于操作系统，并且没有关于首先使用哪个线程的保证。否则它将是顺序的，不需要在单独的线程中进行。

现在假设您根本没有同步，并且您在第二个线程中的第一个线程a = a + 2中执行a = a + 1。 a的初始值为0。

在汇编中，生成的代码是将a的值复制到一个寄存器中，向它添加1（在第一个线程的情况下，否则为2）。

如果完全没有同步，您可以按照以下顺序进行操作

Thread1：复制到reg1的值。 reg1包含0
Thread2：复制到reg2的值。 reg2包含0
线程1：增加了reg1的值1.现在包含1
线程2：添加了reg2的值2.现在包含2
线程1：增加了reg1的值1.现在包含1
线程2：添加了reg2的值2.现在包含2
Thread1：reg1的值放到a。现在包含1
Thread2：reg2的值放到a。现在包含2

如果你执行了thread1然后顺序线程2，你最后会得到= 3.

现在假设a是一个指针，即一个地址，如你所知，得到一个错误的指针地址会导致程序崩溃。因此，错误的同步会导致程序崩溃。

有道理吗？

保证C ++中的良性竞争条件

3 个答案: