原子线程防护：为什么在此非原子变量上存在数据竞争？有关系吗？

Question

假设我们有2个线程。一位生产者和一位消费者。我们拥有生产数据的生产者和使用该数据的消费者。但是，后卫不是原子的！

bool isDataReady = false;
int data = 0;

void Producer() {
  data = 42;
  std::atomic_thread_fence(std::memory_order_release);
  isDataReady = true;
}

void Consumer() {
  while(!isDataReady);
  std::atomic_thread_fence(std::memory_order_acquire);
  assert(data == 42);
}

我想知道为什么isDataReady上发生了数据竞赛。 通常，正确的代码应该是对原子布尔变量使用relaxed排序。

是因为对isDataReady的写入（事务）可能在读取之前未完成？即使是这样，这真的有问题吗？

Answer 1

TL; DR

此数据竞赛非常危险，您应该注意消除它。它可能不会因您的运气而显现出来，但最终会引起头痛。

再长一点

由于一些问题，此代码有问题：

1. 尽管编译Consumer的编译器不知道isDataReady可以在后台更改，所以发出while(!isDataReady)无限循环或什么也不发出（由于{{ 3}}，正如评论中指出的那样。

2. 如果对bool的写入和/或读取不是原子的（在大多数平台上不是这种情况，但从理论上讲是可能的），则任何读取都会导致获取垃圾数据。

   < / li>

3. 带有std::memory_order_release的内存隔离栅确保在其他线程调用带有std::memory_order_acquire的篱笆之后，线程中发生的更改将是可见的（至少是为了简化）。因此，布尔变量的更改可能在其他线程中不可见。

4. 由于现代处理器的超标量体系结构，操作可能会在运行时由处理器重新排序。因此，从Producer可见的Consumer中的内存写入顺序可能与代码中的写入顺序不同。