c++ - C++ 中 volatile 的合法用例？

Question

我正在运行几个线程，它们基本上都返回相同的对象作为结果。然后我就等全部完成，基本看结果。为避免需要同步，我认为我可以将所有结果对象预先分配到数组或 vector 中，并为线程提供指向每个对象的指针。在高层次上，代码是这样的(简化):

std::vector<Foo> results(2);
RunThread1(&results[0]);
RunThread2(&results[1]);
WaitForAll();
// Read results
cout << results[0].name << results[1].name;

基本上我想知道这个“代码”是否有任何潜在的不安全。我想知道的一件事是 vector 是否应该声明为 volatile，这样末尾的读取就不会被优化并输出不正确的值。

Answer 1

对您的问题的简短回答是否定的，数组不应声明为 volatile。出于两个简单的原因:

1. 不需要使用 volatile。每个健全的多线程平台都提供具有明确定义的语义的同步原语。如果您使用它们，则不需要 volatile。

2. 使用 volatile 是不够的。由于 volatile 没有在您可能使用的任何平台上定义多线程语义，因此它本身不足以提供同步。

最有可能的是，无论您在 WaitForAll 中做什么就足够了。例如，如果它使用事件、互斥锁、条件变量或几乎任何类似的东西，它将定义足以使其安全的多线程语义。

更新:“出于好奇，WaitForAll 中保证读取安全的事情的示例是什么？它不需要有效地告诉编译器以某种方式“刷新“缓存还是避免后续读取操作的优化？”

好吧，如果你正在使用 pthreads，那么如果它使用 pthread_join 这将是一个保证读取安全的例子，因为文档说线程所做的任何事情对线程可见在 pthread_join 返回后加入它。

它是如何做的是一个实现细节。实际上，在现代系统上，没有要刷新的缓存，也没有任何可能但需要避免的后续读取优化。

考虑是否在 WaitForAll 的深处调用了 pthread_join。通常，您只是不让编译器查看 pthread_join 的内部结构，因此编译器必须假定 pthread_join 可能会执行其他线程可以执行的任何操作。因此，将另一个线程可能在调用 pthread_join 时修改的信息保存在寄存器中是非法的，因为 pthread_join 本身可能会访问或修改该数据。