c++ - 在哪些情况下我需要锁定变量以防止同时访问？

Question

在 C 或 C++ 程序中，如果 2 个线程使用同一个全局变量，则需要通过互斥量锁定该变量。

但具体在哪些情况下呢？

1. 线程 1:阅读 线程 2:阅读
2. 线程 1:写 线程 2:读
3. 线程 1:写 线程 2:写

当然你需要在第 3 种情况下锁定，但其他 2 种情况呢？情况 2(使用非原子操作)会发生什么？是否存在某种访问冲突或线程 2 是否只是获取旧值？我对此有点困惑，因为不能同时访问硬件级别的内存和寄存器(在普通 PC 硬件中)，或者我们是否有某种并行 CPU，带有并行总线到并行 ram 芯片？

Answer 1

想想每种情况下可能发生的情况。让我们只考虑竞争条件:这很容易，足以让我们看到结果。

在情况 1 中，变量未被修改，因此无论顺序如何，两个线程都将读取相同的值。所以基本上，这里没有任何问题。

情况 2 和 3 更糟。假设您有竞争条件，并且不知道哪个线程会更早获得访问权限。这意味着:

对于情况2:所有操作结束时变量的值都没有问题(会是线程1写入的值)，但是线程2可能得到一个旧的变量值，这可能会导致崩溃，或其他问题。

对于情况 3:变量的结束值是不可预测的，因为它取决于最后执行写入操作的线程。

对于情况 2 和 3，也可能发生其中一个线程将尝试访问处于不一致状态的变量，并且您最终可能会得到其中一个线程读取的一些垃圾数据(即 Case 2)，甚至在所有操作完成后变量中的数据都是垃圾。

是的，锁定案例 2 和 3。