Question

给出以下代码：

int x = 0; co x:= x + 1 || x := x - 1 oc

显然，可能的值为x = {0, -1, 1}。

我试图了解这是如何发生的，并且我读到有关原子弹的事，只有它们发生时，它们才会发生。在本书中，给出了一个示例，我们可以将语句x := x + 1分解为原子语句，例如。

READ X (R1) INC WRITE（W1）

和

x := x - 1 进入：

READ X (R2) DEC WRITE（W2）

它说INC WRITE和READ inc的行为都好像是原子的，我真的不明白为什么做这个假设是安全的吗？

然后，看来该程序顺序返回值-1：R1 -> R2 -> W1 -> W2，我不明白为什么？

据我所知，似乎我们正在读取x的值，然后再次读取它，然后再使其减一，然后再去减一，这不应该等于0 ？

感谢帮助。

Answer 1

并发问题是您无法控制并发访问的顺序。因此，我们做出以下假设：
-x是由不同线程访问的全局变量
-x ++和x--由独立线程执行。

如您的书所述，对共享变量执行读-修改-写是一个三步过程：
1 /将var读入处理器reg
2 /修改处理器规则
3 /将处理器寄存器写入寄存器
这些单独的动作中的每一个对应于处理器指令，因此是 atomic 。但是全局读-修改-写操作不是，可以被其他并发操作拆分。

现在考虑并发操作

 Thread A                          Thread B
 1/ read x->regA                   a/ read x->regB
 2/ regA++                         b/ regB-- 
 3/ write regA->x                  c/ write regB

在一个线程内，将遵循操作顺序123或abc，但是在线程A和B之间，任何相对顺序都是可能的。

有了123abc，我们得到了预期的结果。 x由线程A更改为1，然后由线程B读取，递减，最后x = 0
abc123相同

但是其他排序将导致不同的结果。例如：1a2b3c

 Thread A                          Thread B
 1/ read x->regA=0                   
                                   a/ read x->regB=0
 2/ regA++=1                       
                                   b/ regB--=-1 
 3/ write regA->x=1
                                   c/ write regB->x=-1

最后是x = -1。

但是如果订购1abc23，我们将得到x = 1。

 Thread A                          Thread B
 1/ read x->regA=0                   
                                   a/ read x->regB=0
                                   b/ regB--=-1 
                                   c/ write regB->x=-1
 2/ regA++=1    
 3/ write regA->x=1

所有订单均可以到达，结果将为\ in {-1,0,1}

获得确定性结果的唯一方法是使用原子读取-修改-写入指令。所有现代处理器都具有执行此操作的手段（获取和添加或加载链接/存储条件），在这种情况下，无法拆分序列123或abc。唯一可能的排序将是123abc或abc123，并且两者都会进行x = 0的确定性结果。

并发代码中的程序顺序

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