Question

开始我们的Semaphore项目，我给了我的学生一个糟糕的p（）方法版本：

proc p() {
    while (this.tokens <= 0) {
        sleep(1);
        writeln("Tokens: ", this.tokens);
    }
    this.tokens -= 1;
}

我给他们一些额外的代码来测试它，它增加了另一个线程中的令牌数量（使用v（）方法）。您可以看到令牌数量增加（大于0）但代码不会退出while循环。

一时兴起，我添加了一份作业声明：

proc p() {
    while (this.tokens <= 0) {
        this.tokens = this.tokens;
        sleep(1);
        writeln("Tokens: ", this.tokens);
    }
    this.tokens -= 1;
}

这解决了测试运行中的问题（尽管它的线程安全性更低）。为什么原始的while循环会卡住，为什么添加这个赋值会解决它？

Answer 1

假设从不同的任务调用p()和v()，则无法保证在一个任务中对非原子this.tokens的写入将被不同的任务看到。< / p>

一种解决方案是使tokens原子化，并具有类似的东西：

proc p() {
  while (this.tokens.read() <= 0) {
    sleep(1);
    writeln("Tokens: ", this.tokens.read());
  }
  this.tokens.sub(1);
}

当tokens不是原子时，编译器可以自由地假设tokens不会被其他任务修改，因此它可能会将您的代码转换为：

var tokenTemp = this.token;
while (tokenTemp <= 0)
...

并将写入插入token可防止该提升。也就是说，即使写入token，它仍然是无效/非法/未定义的代码，并且可能在将来被某些编译器/处理器重新排序轻易触发。

该代码是非法的，因为它违反了Chapel的内存一致性模型（MCM）。具体来说，这是一场数据竞赛，而Chapel只确保数据竞赛免费程序的顺序一致性。

内存一致性模型在语言规范中定义（https://chapel-lang.org/docs/1.16/_downloads/chapelLanguageSpec.pdf中的第30章）。它有一个很好的，非常容易获得的介绍段落。也就是说，由于它是一种语言规范，本章的其余部分非常干燥和技术性，所以它可能不是开发人员学习的最佳位置。

如需更短的概述，请查看https://chapel-lang.org/CHIUW/2015/hot-topics/01-Ferguson.pdf（特别是幻灯片10）。

除此之外，Chapel的内存模型基于C11 / C ++ 11，Java，UPC等。如果你寻找“C ++ 11内存模型”，“数据竞争免费程序”或“顺序一致性”，那里有很多很棒且易于访问的文章

虽然方法中的循环卡住了。向自身添加字段分配可以解决问题

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