Question

假设我们有一个内存区域，其中一些线程正在写入数据。然后它将注意力转移到其他地方并允许任意其他线程读取数据。但是，在某个时间点，它希望重用该内存区域并再次写入它。

写入程序线程提供一个布尔标志（valid），表示内存仍然有效以便读取（即他还没有重用它）。在某些时候，他会将此标志设置为false，并且再也不会将其设置为true（它只会翻转一次，就是这样）。

对于顺序一致性，分别对作者和读者使用这两个代码片段应该是正确的：

...
valid = false;
<write to shared memory>
...

和

...
<read from shared memory>
if (valid) {
    <be happy and work with data read>
} else {
    <be sad and do something else>
}
...

我们显然需要做一些事情来确保顺序一致性，即插入必要的获取和释放内存障碍。我们希望在编写器线程中将标志设置为false，之前将任何数据写入段。我们希望在检查valid之前，在读取器线程中从内存中读取数据。后者因为我们知道单调是有效的，即如果> 之后它仍然有效，那么它在阅读时是有效的。

在内存访问和valid访问之间插入一个完整的范围就可以了。但是，我想知道将valid作为一个原子就足够了吗？

std::atomic<bool> valid = true;

然后

... valid.store(false); // RELEASE <write to shared memory> ...

和

... <read from shared memory> if (valid.load()) { // ACQUIRE <be happy and work with data read> } else { <be sad and do something else> } ...

在这种情况下，似乎隐含的释放和获取操作使用原子存储和读取工作对我不利。编写器中的RELEASE确实不阻止内存访问向上移动（只是上面的代码可能不会向下移动）。类似地，读者中的ACQUIRE确实不阻止内存访问向下移动（只是下面的代码可能无法向上移动）。

如果这是真的，为了使这个场景工作，我还需要在编写器线程中有一个ACQUIRE（即一个加载）和一个读取器线程中的RELEASE（即存储）。或者，我可以使用普通的布尔标志，并保护带有共享互斥锁的线程中的写入和读取访问权限（仅限于它！）。通过这样做，我有效地在两个线程中同时具有ACQUIRE和RELEASE，将valid访问与内存访问分开。

因此atomic<bool>与受bool保护的常规mutex之间存在非常严重的差异，这是正确的吗？

编辑：对于原子上的加载和存储，隐含似乎存在差异。 C ++ 11的std::atomic分别使用memory_order_seq_cst（！）而不是memory_order_acquire和memory_order_release来加载和存储。

相反，tbb::atomic使用memory_semantics::acquire和memory_semantics::release而不是memory_semantics::full_fence。

因此，如果我的理解是正确的，那么使用标准的C ++ 11原子代码是正确的，但是对于tbb原子，需要将显式memory_semantics::full_fence模板参数添加到加载和存储。

Answer 1

编写器将valid标志切换为false并开始写入数据，而读者可能仍在从中读取数据。

设计缺陷是错误的假设，只要读者在读完数据后检查数据有效性，读取和写入同一存储区就不是问题。

C ++标准将其称为数据竞争，并导致未定义的行为。

正确的解决方案是使用std::shared_mutex来管理对单个作者和多个读者的访问。

原子<bool> vs bool受互斥

1 个答案: