multithreading - 在线程环境中不保护共享变量的危险

Question

我试图了解在线程(或共享内存)环境中不锁定共享变量的危害。容易争论的是，如果您要对一个变量执行两个或多个相关操作，那么首先要持有一些锁定很重要。典型的示例是增量操作，该操作首先读取当前值，然后再加一个并回写。

但是，如果您只有一名作家(和许多读者)并且写不依赖于先前的值，该怎么办。所以我有一个线程每秒存储一次时间戳偏移。偏移量保留了本地时间与其他时基之间的时差。许多读者都使用此偏移量来为事件加时间戳，每次获取读锁定都有些昂贵。在这种情况下，我不在乎读取器是在写入之前还是在写入之后才获得值，只要读取器不会产生垃圾(这是从未设置的偏移量)即可。

假设该变量是32位整数。是否有可能在写入过程中对变量进行无用读取？还是写32位整数是原子操作？它取决于操作系统还是硬件？ 32位系统上的64位整数呢？

共享内存而不是线程呢？

Answer 1

如果8位，16位或32位读/写与它的大小对齐(在486及更高版本上)且未对齐但在高速缓存行内(在P6及更高版本上)，则保证是原子的。大多数编译器将保证堆栈变量(假定为C/C++，是局部变量)是对齐的。

如果对齐(在Pentium和更高版本上)，则保证64位读/写是原子的，但是，这依赖于编译器生成一条指令(例如，从FPU弹出64位浮点数或使用MMX) )。我希望大多数编译器将使用两个32位访问来实现兼容性，尽管当然可以检查(反汇编)并且可以强制执行不同的处理。

下一个问题是缓存和内存防护。但是，忽略这些值的结果是，即使已更新旧值，某些线程也可能会看到旧值。该值将不会失效，仅是过时的(可能是几微秒)。如果这对您的应用程序很关键，则您必须进行更深入的研究，但是我怀疑是这样。

(来源:Intel Software Developer Manual Volume 3A)