c中的并发变量访问

Question

我对 C 中的并发编程有一个相当具体的问题。我对此进行了相当多的研究，但看到了几个相互矛盾的答案，所以我希望得到一些澄清。我有一个类似于以下的程序(抱歉，代码块过长):

typedef struct {
  pthread_mutex_t mutex;
  /* some shared data */
  int eventCounter;
} SharedData;

SharedData globalSharedData;

typedef struct {
  /* details unimportant */
} NewData;

void newData(NewData data) {
  int localCopyOfCounter;

  if (/* information contained in new data triggers an
         event */) {
    pthread_mutex_lock(&globalSharedData.mutex);
    localCopyOfCounter = ++globalSharedData.eventCounter;
    pthread_mutex_unlock(&globalSharedData.mutex);
  }
  else {
    return;
  }

  /* Perform long running computation. */

  if (localCopyOfCounter != globalSharedData.eventCounter) {
    /* A new event has happened, old information is stale and
       the current computation can be aborted. */
    return;
  }

  /* Perform another long running computation whose results
     depend on the previous one. */

  if (localCopyOfCounter != globalSharedData.eventCounter) {
    /* Another check for new event that causes information
       to be stale. */
    return;
  }

  /* Final stage of computation whose results depend on two
     previous stages. */
}

有一个线程池为传入数据的连接提供服务，因此可以同时运行多个 newData 实例。在多处理器环境中，我知道在正确处理此代码的计数器部分时存在两个问题:阻止编译器将共享计数器副本缓存在寄存器中，以便其他线程看不到它，并强制CPU 及时将计数器值的存储写入内存，以便其他线程可以看到它。我不希望在计数器检查周围使用同步调用，因为部分读取计数器值是可以接受的(它将产生与本地副本不同的值，这应该足以断定事件已发生)。将 SharedData 中的 eventCounter 字段声明为 volatile 就足够了，还是我需要在这里做其他事情？还有更好的方法来处理这个吗？

Answer 1

不幸的是，C 标准很少提及并发性。但是，大多数编译器(无论如何，gcc 和 msvc)都会将 volatile 读取视为具有 acquire semantics -- volatile 变量将在每次访问时从内存中重新加载。这是可取的，您现在的代码可能最终会比较缓存在寄存器中的值。如果这两个比较都被优化了，我什至不会感到惊讶。

所以答案是肯定的，制作 eventCounter易 volatile 的。或者，如果您不想过多地限制您的编译器，您可以使用以下函数来执行 eventCounter 的读取。 .

int load_acquire(volatile int * counter) { return *counter; }

if (localCopy != load_acquire(&sharedCopy))
    // ...