Question

我有两个线程，称它们为服务器线程和计算线程。服务器线程启动计算线程，向其传递一个指向布尔变量的指针，即“停止标志”。当服务器线程将stop标志设置为true时，计算线程应退出其计算循环并从run函数返回。

我的问题是，有没有办法在两个线程之间安全地共享该标志，而不使用任何类型的锁（互斥锁，信号量等）？请记住：

标志将设为真一次
一旦设置为true，标志将永远不会被设置为false
只有一个服务器线程，只有一个计算线程

在这种情况下，我将“安全”定义为在服务器线程中将标志设置为true的任何方法保证在合理的时间内在计算线程中反映真值。（如果你的答案包含“最终”这个词，它可能不会满足“合理的时间”）。

我对便携式和非便携式解决方案感兴趣。我在Linux平台上运行，但除此之外还有一些灵活性：GCC，Clang，内核版本，C标准版本等。

Answer 1

在这种情况下，将变量定义为volatile就足够了。

只需一次写入，就无法进行损坏。

无法保证写入时间可见，但您不需要。

volatile可以防止有害的优化 - 如果编译器发现某个变量未被修改，它可能会认为它不需要从内存中重新读取它。 volatile阻止了这一点。

Answer 2

将此标记（您的bool）声明为volatile就足够了。这只是禁用此变量的缓存，并保证每次读取都返回当前值。

Answer 3

用于此目的的正确数据类型是新类型atomic_flag以及最近C标准C11的附带功能。大多数编译器还没有，但有类似的东西可以用来模拟这个。例如，gcc和亲属有__sync_lock_test_and_set和__sync_lock_release用于同一目的。

正如其他人所建议的那样，声明变量volatile一般来说不就足够了。虽然int或_Bool很少见，但如果它位于缓存边界之间，则对此类变量的读取或写入可能是部分的。这可能导致变量的高阶位似乎被设置（导致解释为true）。

/* in file scope */
int work_has_been_initiated = 0;


/* inside the threads */
if (!__sync_lock_test_and_set(&work_has_been_initiated, 1)) {
   /* do the work, here */
}

如果此sematic不够强大，您可以使用其他原子操作，例如__sync_bool_compare_and_swap。

在C中没有锁的线程之间共享布尔值

3 个答案: