num+在“int num”中可以是原子的嗎？一般情況下，int num, num++(或++num)，作為讀-修改-寫入操作，是非原子..但是我經(jīng)常看到編譯器，例如GCC，為它生成以下代碼(試試這里):因為第5行對應于num++是一條指令，我們能得出結論嗎num++ 是原子的在這種情況下？如果是這樣的話，這是否意味著num++可以在并發(fā)(多線程)方案中使用，而不存在任何數(shù)據(jù)競爭的危險。(例如，我們不需要去做，std::atomic<int>加上相關的成本，因為它是原子的)？更新注意這個問題是不是否增量是原子(它不是，也是這個問題的開場白)。關鍵是它是否能，會，可以在特定情況下，即是否可以在某些情況下利用單指令性質來避免lock前綴。而且，正如公認的答案在關于單處理器計算機的一節(jié)中提到的，以及這個答案在評論和其他人的解釋中，它可以(雖然沒有使用C或C+)。
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一只斗牛犬
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.現(xiàn)在讓我們啟用優(yōu)化：
f():
rep ret
好吧，讓我們給它一個機會：
void f(int& num)
{
num = 0;
num++;
--num;
num += 6;
num -=5;
--num;
}
結果：
f(int&):
mov DWORD PTR [rdi], 0
ret
另一個觀察線程(甚至忽略緩存同步延遲)沒有機會觀察單個更改。
與之相比：
#include <atomic>
void f(std::atomic<int>& num)
{
num = 0;
num++;
--num;
num += 6;
num -=5;
--num;
}
其結果是：
f(std::atomic<int>&):
mov DWORD PTR [rdi], 0
mfence
lock add DWORD PTR [rdi], 1
lock sub DWORD PTR [rdi], 1
lock add DWORD PTR [rdi], 6
lock sub DWORD PTR [rdi], 5
lock sub DWORD PTR [rdi], 1
ret
現(xiàn)在，每項修改都是：
在另一個線程中可以觀察到，并且
尊重發(fā)生在其他線程中的類似修改。
原子性不只是在指令級，它涉及到從處理器到緩存，到內(nèi)存和返回的整個管道。
進一步信息
的更新的優(yōu)化效果std::atomicS.
c+標準具有“似乎”規(guī)則，允許編譯器重新排序代碼，甚至可以重寫代碼，條件是結果具有完全相同效果(包括副作用)，就好像它只是簡單地執(zhí)行了您的代碼。
如果規(guī)則是保守的，特別涉及原子。
考慮：
void incdec(int& num) {
++num;
--num;
}
由于沒有互斥鎖、Atomics或任何其他影響線程間排序的構造，我認為編譯器可以自由地將此函數(shù)重寫為NOP，例如：
void incdec(int&) {
// nada
}
這是因為在c+內(nèi)存模型中，不可能有另一個線程觀察增量的結果。當然，如果num曾.volatile(可能會影響硬件行為)。但是在這種情況下，這個函數(shù)將是唯一修改這個內(nèi)存的函數(shù)(否則程序是格式錯誤的)。
然而，這是一場不同的球賽：
void incdec(std::atomic<int>& num) {
++num;
--num;
}
num是原子。對它的改變必觀察其他正在觀察的線索。更改這些線程本身的值(例如在增量和減少之間將值設置為100)將對num的最終值產(chǎn)生非常深遠的影響。
下面是一個演示：
#include <thread>
#include <atomic>
int main()
{
for (int iter = 0 ; iter < 20 ; ++iter)
{
std::atomic<int> num = { 0 };
std::thread t1([&] {
for (int i = 0 ; i < 10000000 ; ++i)
{
++num;
--num;
}
});
std::thread t2([&] {
for (int i = 0 ; i < 10000000 ; ++i)
{
num = 100;
}
});
t2.join();
t1.join();
std::cout << num << std::endl;
}
}
樣本輸出：
99
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99
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100
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100
100
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100
100
99
BIG陽
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add DWORD PTR [rbp-4], 1
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