linux - 为什么下面的代码无法输出 Hello World？

Question

为什么下面的代码不能输出Hello World!跟CPU缓存有关系吗？但是我觉得CPU应该保证缓存的一致性吧？ thread_fun2 修改值后，thread_fun 是否应该从内存中刷新缓存。我知道 atomic 可以解决这个问题，但我不知道为什么下面的代码不起作用。

#include <stdio.h>
#include <thread>
int a = 4;

void thread_fun() {
    while(a!=3) {

    }
    printf("Hello world!\n");
}
void thread_fun2() {
    a=3;
    printf("Set!\n");
}


int main()  {
    auto tid=std::thread(thread_fun);
    auto tid2=std::thread(thread_fun2);
    tid.join();
    tid2.join();
}

构建选项:

g++ -o multi multi.cc -O3 -std=c++11 -lpthread

下面是gdb输出

(gdb) disass thread_fun
Dump of assembler code for function _Z10thread_funv:
   0x0000000000400af0 <+0>:     cmpl   $0x3,0x201599(%rip)        # 0x602090 <a>
   0x0000000000400af7 <+7>:     je     0x400b00 <_Z10thread_funv+16>
   0x0000000000400af9 <+9>:     jmp    0x400af9 <_Z10thread_funv+9>
   0x0000000000400afb <+11>:    nopl   0x0(%rax,%rax,1)
   0x0000000000400b00 <+16>:    mov    $0x401090,%edi
   0x0000000000400b05 <+21>:    jmpq   0x4008f0 <puts@plt>
End of assembler dump.
(gdb) disass thread_fun2
Dump of assembler code for function _Z11thread_fun2v:
   0x0000000000400b10 <+0>:     mov    $0x40109d,%edi
   0x0000000000400b15 <+5>:     movl   $0x3,0x201571(%rip)        # 0x602090 <a>
   0x0000000000400b1f <+15>:    jmpq   0x4008f0 <puts@plt>
End of assembler dump.
(gdb) 

测试输出

[root@centos-test tmp]# ./multi 
Set!
^C
[root@centos-test tmp]# ./multi 
Set!
^C
[root@centos-test tmp]# ./multi 
Set!
^C
[root@centos-test tmp]# ./multi 
Set!
^C
[root@centos-test tmp]# ./multi 
Set!
^C   

更新: 谢谢大家，现在我发现这个问题实际上是由编译器引起的。

(gdb) disass thread_fun
Dump of assembler code for function _Z10thread_funv:
   0x0000000000400af0 <+0>:     cmpl   $0x3,0x201599(%rip)        # 0x602090 <a>
   0x0000000000400af7 <+7>:     je     0x400b00 <_Z10thread_funv+16>
   0x0000000000400af9 <+9>:     jmp    0x400af9 <_Z10thread_funv+9>  ###jump to itself
   0x0000000000400afb <+11>:    nopl   0x0(%rax,%rax,1)
   0x0000000000400b00 <+16>:    mov    $0x401090,%edi
   0x0000000000400b05 <+21>:    jmpq   0x4008f0 <puts@plt>
End of assembler dump.

编译器似乎将其视为单线程应用程序。

Answer 1

问题是标准说允许编译器优化你的代码，如果它没有数据竞争(不是直接引用!)。

所以当它分析的时候

while(a!=3) {

}

它发现它需要检查 a!=3直到下次重复循环时才会发生任何事情，因此无需检查 a又一次，因为它不可能改变。

因此将 a 的类型更改为 std::atomic<int>将强制它检查 a 的值再次循环，循环应该按预期工作。