c++ - 多个线程可以安全地同时向同一个变量写入相同的值吗？

Question

多个线程可以安全地同时向同一个变量写入相同的值吗？

举一个具体的例子 - C++ 标准是否保证以下代码能够在每个符合标准的系统上编译、运行而不会出现未定义的行为并打印“true”？

#include <cstdio>
#include <thread>

int main()
{
    bool x = false;
    std::thread one{[&]{ x = true; }};
    std::thread two{[&]{ x = true; }};
    one.join();
    two.join();
    std::printf(x ? "true" : "false");
}

这是一个理论问题；我想知道它是否总是有效，而不是它在实践中是否有效(或者像这样编写代码是否是一个好主意:))。如果有人能指出该标准的相关部分，我将不胜感激。根据我的经验，它在实践中总是有效的，但不知道它是否能保证有效，我总是使用 std::atomic 来代替 - 我想知道这对于这种特定情况是否是绝对必要的。

Answer 1

没有。

您需要通过使用互斥体或使它们原子化来同步对这些变量的访问。

写入相同值时没有异常(exception)。您不知道编写该值涉及哪些步骤(这是潜在的实际问题)，标准也不知道，这就是代码具有未定义行为的原因……这意味着您的编译器可能会对您的程序造成绝对的困惑(这就是您需要避免的真正问题)。

有人会告诉你，这样那样的架构保证了对这些大小的变量的原子写入。但这并没有改变 UB 方面。

您要查找的段落是:

[intro.races/2]: Two expression evaluations conflict if one of them modifies a memory location ([intro.memory]) and the other one reads or modifies the same memory location.

[intro.races/21]: […] The execution of a program contains a data race if it contains two potentially concurrent conflicting actions, […]. Any such data race results in undefined behavior.

...以及周围的措辞。该部分实际上非常深奥，但您实际上不需要解析它，因为这是一个经典的教科书数据竞赛，您可以在任何有关编程的书中读到。