Question

+=，|=，&=等“修改”运算符是否原子？

我知道++是原子的（如果你同时在两个不同的线程中执行x++;，那么你总是会x增加2，而不是{{1}优化已关闭。）

我想知道的是x=x+1和喜欢的内容是否是线程安全的，还是我必须使用互斥锁来保护它们？

（...还是依赖于CPU？在这种情况下，它在ARM上是怎么回事？）

Answer 1

你错了。不能保证++是原子的，也不能保证复合赋值运算符，或者对于任何C ++操作都没有。

Answer 2

x++通常在3条指令中实现：将X读入寄存器，递增，然后将其写回内存。

您的帖子可能会被抢先一步。

Answer 3

如果值的变化在核心之间可见，则+ =（例如）必须加载值，添加增量然后存储它。这意味着操作不会是原子的。

为确保原子性，您需要在操作周围进行适当的锁定。

Answer 4

不，他们不是原子的！如果你需要对原始类型进行原子操作，并且你正在使用linux，你可以看看这里：http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.0/gcc/Atomic-Builtins.html和/或atomic.h ...

Answer 5

++可能在您的编译器/平台上是原子的，但在c ++规范中，它没有被定义为原子。

如果要确保以原子方式修改值，则应使用适当的方法，例如Windows上的Interlocked *。

所有其他例程都相同。如果你想要原子操作，你应该使用适当的调用，而不是标准调用。

Answer 6

保证C或C ++中的

无运算符是原子的。它们可能在您的平台上，但您不会确定。通常，唯一的原子操作是一个指令Test and Set，它通常在大多数现代CPU中以某种形式提供，作为实现信号量的基础。

Answer 7

它依赖于编译器和CPU。一些指令集为这些指令集提供原子指令（在机器大小的整数上）。

但是，无法保证编译器将使用这些指令，并且不会以非线程安全的方式优化代码。您需要在汇编中编写例程或使用提供原子性的编译器特定技术（例如instrinsics）（或使用使用这些技术之一的库）。

特别是在ARM上： ORR / ADD / AND指令采用两个操作数并将结果放在寄存器中。两个操作数都可以与结果寄存器相同，因此它们可以用作原子|，+ =，＆amp; =。

当然，结果放在一个寄存器中，第一个操作数也必须来自一个寄存器，所以你必须确保寄存器加载是以原子方式完成的。

Answer 8

它们不仅像所有操作一样不是原子的，而且它们可以有非常有趣的结果。例如，如果编译器发现它写入x，则允许使用x作为临时变量，而不是使用寄存器或堆栈空间。这意味着x可能暂时包含任何值，而不仅仅是对x

有意义的值

http://software.intel.com/en-us/blogs/2013/01/06/benign-data-races-what-could-possibly-go-wrong

Answer 9

重复指向此处，这需要更新。 “新”C11语言启用了一个原子属性，承认：

_Atomic int a;
...
a += 3

可以编译成（原子）无界循环。感谢礼品标准人员，我真的希望你没有。

1：在某些体系结构中，原子操作只能在支持某些访问协议的内存上实现。例如，ARMv7，MIPS将序列转换为：

do {
    x = LoadLinked(a) + 3;
} while !StoreConditional(x, &a);

但对于某些内存/缓存类型，未定义LoadLinked / StoreConditional。喜欢调试。

2：相关的是 false sharing ，它是LoadLinked的工件，StoreConditional在缓存行（例如，32,64,256字节）上运行，而不是子块。所以： _Atomic int a [4]; 可能需要4 *高速缓存行大小（因此1024字节）来安全地允许在[n]和[n + 1]上同时进行原子操作，因为4个cpu可能正在为了更新[0..3]，但从未成功。

希望下一个标准能够识别属性修饰的固有失败，并将c89恢复为合法的C标准。

Answer 10

值得一提的是，这些运算符可能会被重载，因此当然不能保证它们对所有类都是原子的。

Answer 11

即使++是一个原子操作，也不意味着执行++x的两个线程会导致x正好高两个。你必须以某种方式同步线程，否则他们不一定会看到彼此的变化。

Answer 12

您必须使用互斥锁来保护您的变量

是+ =，| =，＆amp; =等原子？

12 个答案: