c++ - 如果两个线程同时访问同一个 bool 变量会发生什么？

Question

我有一个跨平台的 C++ 程序，我在其中使用 boost 库创建一个异步计时器。
我有一个全局变量:

bool receivedInput = false;

一个线程等待并处理输入

string argStr;
while (1) 
{
     getline(cin, argStr);
     processArguments(argStr);
     receivedInput = true;
}

另一个线程运行一个计时器，每 10 秒调用一次回调。在该回调中，我检查是否收到消息

if (receivedInput)
{
    //set up timer to fire again in 10 seconds
    receivedInput = false;
}
else
    exit(1);

这样安全吗？对于线程 2 中的读取，我认为这无关紧要，因为条件将评估为 true 或 false。但是我不确定如果两个线程同时尝试设置 receivedInput 会发生什么。我还让我的计时器比我期望接收输入的时间长 3 倍，所以我不担心竞争条件。

编辑:为了解决这个问题，我在设置 receivedInput 时使用了 boost::unique_lock，在读取 receivedInput 时使用了 boost::shared_lock。我使用了 here 中的示例

Answer 1

这从根本上来说是不安全的。在线程 1 将 true 写入 receivedInput 后，不能保证线程 2 会看到新值。例如，编译器可能会优化您的代码，在将其用作 if 条件或将其缓存在寄存器中时对 receivedInput 的值做出某些假设，因此您无法保证主内存会实际上在评估 if 条件时被读取。此外，编译器和 CPU 都可能会更改读取和写入的顺序以进行优化，例如 true 可能会在 getLine() 之前写入 receivedInput和 processArguments()。

此外，依靠计时进行同步是一个非常糟糕的主意，因为通常您无法保证每个线程在给定时间间隔内获得的 CPU 时间量，或者它是否会在给定时间间隔内被调度.

一个常见的错误是认为使 receivedInput volatile 在这里可能有所帮助。事实上，volatile 保证值实际上是读/写到主内存(而不是例如缓存在寄存器中)并且变量的读写是相对于彼此排序的。但是，它不保证 volatile 变量的读取和写入相对于其他指令是有序的。

您需要内存屏障或适当的同步机制才能使其按预期工作。