multithreading - 原始同步原语——安全吗？

Question

在受限设备上，我经常发现自己在 2 个 bool 值的 2 个线程之间“伪造”了锁。每个线程只能由一个线程读取，并且只能由另一个线程写入。这就是我的意思:

bool quitted = false, paused = false;
bool should_quit = false, should_pause = false;

void downloader_thread() {
    quitted = false;
    while(!should_quit) {
        fill_buffer(bfr);
        if(should_pause) {
            is_paused = true;
            while(should_pause) sleep(50);
            is_paused = false;
        }
    }
    quitted = true;
}

void ui_thread() {
    // new Thread(downloader_thread).start();
    // ...
    should_pause = true;
    while(!is_paused) sleep(50);
        // resize buffer or something else non-thread-safe
    should_pause = false;
}

当然，在 PC 上我不会这样做，但在受限设备上，它似乎在阅读 bool value 会比获得锁快得多。当然，当需要更改缓冲区时，我会权衡较慢的恢复(参见“ sleep(50)”)。

问题 - 它是完全线程安全的吗？或者在伪造这样的锁时是否有我需要注意的隐藏问题？或者我根本不应该这样做？

Answer 1

使用 bool 值在线程之间进行通信可以按您的预期工作，但确实存在两个隐藏的问题，如 this blog post by Vitaliy Liptchinsky 中所述。 :

缓存一致性

CPU 并不总是从 RAM 中获取内存值。芯片上的快速内存缓存是 CPU 设计人员用来解决 Von Neumann bottleneck 问题的技巧之一。 .在某些多 CPU 或多核架构(如 Intel 的 Itanium )上，这些 CPU 缓存不会共享或自动保持同步。换句话说，您的线程可能会看到相同内存地址的不同值 如果它们运行在不同的 CPU 上。

为避免这种情况，您需要将变量声明为 volatile ( C++ , C# , java )，或者做 explicit volatile read/writes ，或利用锁定机制。

编译器优化

如果涉及多个线程，编译器或 JITter 可能会执行不安全的优化。有关示例，请参阅链接的博客文章。同样，您必须使用 volatile 关键字或其他机制来通知您编译器。