C++ 并发写入 bool 数组(不是 std::vector)

Question

我正在使用 C++11，我知道并发写入 std::vector<bool> someArray由于 std::vector 的特殊化，不是线程安全的对于 bool 值。

我试图找出是否写入 bool someArray[2048]有同样的问题:

• 假设 someArray 中的所有条目最初设置为 false。
• 假设我有一堆线程写入 someArray. 中的不同索引事实上，这些线程只是将不同的数组条目从 false 设置为 true。
• 假设我有一个读取器线程，它在某个时刻获取了一个锁，触发了内存栅栏操作。

问:读者会看到对someArray的所有写入吗？发生在获取锁之前？

谢谢!

Answer 1

你应该使用 std::array<bool, 2048> someArray , 不是 bool someArray[2048]; .如果您在 C++11 领域，您将希望尽可能地现代化您的代码。

std::array<bool, N>不像std::vector<bool>那样特化是的，所以在原始安全方面没有任何担忧。

至于你的实际问题:

Will the reader see all the writes to someArray that occurred before the lock was acquired?

仅当数组的写入者也与锁交互时，通过在他们完成写入时释放它，或者通过更新与读取器随后同步的锁关联的值和。如果写入者从不与锁交互，那么将由读取器检索的数据是未定义的。

您还需要牢记一件事:虽然让多个线程写入同一个数组并非不安全，前提是它们都写入唯一的内存地址，与缓存的交互可能会大大减慢写入速度。例如:

void func_a() {
    std::array<bool, 2048> someArray{};
    for(int i = 0; i < 8; i++) {
        std::thread writer([i, &someArray]{
            for(size_t index = i * 256; index < (i+1) * 256; index++) 
                someArray[index] = true;
            //Some kind of synchronization mechanism you need to work out yourself
        });
        writer.detach();
    }
}

void func_b() {
    std::array<bool, 2048> someArray{};
    for(int i = 0; i < 8; i++) {
        std::thread writer([i, &someArray]{
            for(size_t index = i; index < 2048; index += 8) 
                someArray[index] = true;
            //Some kind of synchronization mechanism you need to work out yourself
        });
        writer.detach();
    }
}

细节将根据底层硬件而有所不同，但在几乎所有情况下，func_a将比 func_b 快几个数量级，至少对于足够大的数组大小(选择 2048 作为示例，但它可能不能代表实际的底层性能差异)。这两个函数应该有相同的结果，但其中一个会比另一个快得多。