c - C 中非 volatile 变量的限制

Question

我想了解编译器对 C 中的非 volatile 变量有哪些限制(如果有的话)。

我不确定这是否属实，但有人告诉我，如果您有以下代码:

int x;
...
void update_x() {
  lock();
  x = x*5+3;
  unlock();
} 

您必须获取锁才能读取 x，因为即使很困难，编译器也不太可能这样做，将中间计算(例如 x*5)存储到 x 中在技术上是合法的，因此读取可能会读取中间值。所以我的第一个问题是事实是否如此？如果没有，为什么不呢？

如果是，我有一个后续问题，是否有什么东西可以阻止编译器在获取锁定之前或之后使用 x 作为临时存储？ (假设编译器可以证明执行程序的单个线程不会注意到它)。

如果不是，这是否意味着任何具有非 volatile 共享变量的程序在技术上都是未定义的，即使所有访问都受锁保护？

谢谢，伊利亚

Answer 1

在 C11 之前，答案是否定的，因为规范没有定义有关多线程功能的任何内容，因此任何使用多线程(其中一个线程写入对象而另一个线程读取对象)的程序都是未定义的行为。

对于 C11，实际上存在一个讨论多线程和数据竞争的内存模型，所以答案是肯定的，只要锁定/解锁例程执行某些同步操作(涉及执行同步的库函数或对特殊的_Atomic对象)。

由于 C11 规范试图对现有实现的行为进行编码(大部分)，因此很可能任何执行其所需操作的代码(即，使用实现提供的库进行锁定，或实现提供原子扩展)操作)即使在 C11 之前的实现上也能正常工作。

C11 规范的第 5.2.1.4 节涵盖了这一点。