使用两个线程在C / C ++中操作不同的数组索引时，是否需要同步？

Question

假设我有一个如下定义的数组：

volatile char v[2];

我有两个线程（分别用A，B表示）操作数组v。如果我确保A，B在任何时候使用不同的索引，也就是说，如果A现在正在操纵v[i]，那么B要么什么都不做，要么操纵v[1-i]。我想知道这种情况需要同步吗？

我已提到this question，但我认为它在Java中是有限的。我之所以提出这个问题的原因是，我在一个大型项目中一直在努力解决一个奇怪而罕见的错误，直到现在，我能解释这个错误的唯一原因是需要同步以上操纵。 （由于这个bug非常罕见，我很难证明我的推测是否正确）

编辑：v可以阅读和修改。

Answer 1

就C ++ 11和C11标准而言，您的代码是安全的。 C ++11§1.7[intro.memory] ​​/ p2，省略了无关的注释：

  

内存位置是标量类型的对象或最大值   所有相邻位域的序列都具有非零宽度。两个或两个以上   执行线程（1.10）可以更新和访问单独的内存   地点没有相互干扰。

char是一个整数类型，这意味着它是一个算术类型，这意味着volatile char是一个标量类型，因此v[0]和v[1]是不同的内存位置。

C11在§3.14中有类似的定义。

在C ++ 11和C11之前，语言本身没有线程概念，因此您将受到正在使用的特定实现的左右。

Answer 2

可能是编译器错误或硬件限制。

有时，当从内存中访问少于32位/ 64位的变量时，处理器将读取32位，将apprpriate设置为8位或16位，然后写回整个寄存器。这意味着它也会读/写相邻的内存，导致数据竞争。

解决方案

• 使用字节访问指令。它们可能不适用于您的处理器，或者您的编译器不知道使用它们。

• 填充您的元素以避免这种共享。如果目标平台不支持字节访问，编译器应自动执行此操作。但是在一个数组中，这与内存布局要求相冲突。

• 同步整个结构

C ++ 03 / C ++ 11辩论

在经典C ++中，您应该避免/减轻这种行为。在C ++ 11中，这违反了memry模型的要求，如其他答案中所述。

Answer 3

只有在访问同一内存并进行修改时，才需要处理同步。如果您只是阅读，那么您也不需要关心同步。

正如您所说，每个线程将访问不同的索引，那么您不需要在此处进行同步。但是你需要确保两个线程不应该同时修改同一个indice。