Question

我正在用C语言编写一个程序。简单地说：有许多线程可以读写的变量。每次写入其中一个时，它都是通过原子交换（GCC原子操作，同步和交换）编写的。每次读取其中一个变量时，是否需要使用原子加载，或者原子写入是否足以避免在写入中读取数据？

注意，任何需要使用其中一个变量的数据的人都会首先复制值：

int success = 0;
while ( !success ) {
  int x = shared_x;
  ... work with x, result in y ...
  success = cmp_swap( &shared_x, x, y );
}

我的问题不是关于数据竞争，我不担心我可能会丢失数据。我担心的是，在阅读它之后，shared_x的价值可能会发生变化。假设它是一个8字节的整数，这是一个潜在的问题：比如说shared_x是一个64位整数，8个字节。我的x = shared_x是否可能复制前4个字节，然后原子地写入shared_x，然后此语句完成读取后4个字节。这将导致x包含旧值shared_x的前4个字节，以及新shared_x的最后4个字节。我怀疑原子交换中的内存障碍（http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.1/gcc/Atomic-Builtins.html - 使用__sync_bool_compare_and_swap）足以防止这种情况......但我不确定。

Answer 1

看起来您正在阅读shared_x，计算新内容，然后回写shared_x。您写入shared_x的值似乎取决于您最初从中读取的值。

如果是这种情况，那么你就有了一个依赖关系，并且很可能不仅需要使读取原子，而且需要使“读取，计算，回写”的整个操作成为原子。意思是，您需要同步它。就像互斥体一样。

我说“最有可能”，因为我无法确定我是否不知道代码实际上做了什么。您需要分析在竞争情况下发生的情况，其中线程A写入shared_x，而线程B当前正在基于旧值shared_x进行计算，然后将结果写回给它。线程A写入它的值永远丢失。我不知道这对你来说是否有问题。只有你能知道。如果该竞争条件正常，则您不需要同步或使读取原子。

如果您只想确保从shared_x读取不会让您感到垃圾并且不关心上述竞争条件，那么答案是“很可能您不需要让阅读原子。“而不是我复制和粘贴，你可以在这里阅读详细信息：

Atomicity in C++ : Myth or Reality

即使问题是针对C ++，C也是如此。

请注意，虽然原子现在也在C标准中（C11），由<stdatomic.h>标头和_Atomic类型限定符提供。但当然并非所有编译器都支持C11。

C原子操作，如果写入都是原子交换，我需要原子加载吗？

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