Question

编译器可以重新排序原子上的指令，还是原子作为内存屏障？再说一遍，原子指令之后执行的指令可以在原子指令之前执行吗？

请参阅以下代码。如果在useMapA = false更新并且阅读主题开始之前移动了mapB，我们将使用无效的mapB。

注意：更新线程每15分钟只发生一次，因此我们有一个非常结构化的流程，以及避免使用昂贵的锁定调用的方法！

std::atomic<bool> useMapA;
std::map<string, string> mapA, mapB;

public void updateMap(map<string, string>* latestMap) {
    if (useMapA) {
        mapB = std::move(*latestMap);
        useMapA = false;
    } else {
        mapA = std::move(*latestMap);
        useMapA = true;
    }
}

inline map<string, string>& getMap() {
    return useMapA ? mapA : mapB;
}

编辑：我有兴趣以100％线程安全换取速度（时间=金钱）。这个读取功能需要运行得非常快。您可以假设15分钟足够长，以避免在此时间短得多的情况下引起的竞争条件。

Answer 1

在回答您的问题之前，我想展示一下，如何使用 std :: shared_ptr 和原子操作轻松实现该功能。以下实现是高效且线程安全的。 reader 也不需要创建地图的副本。

using string_map = std::map<std::string, std::string>;

std::shared_ptr<const string_map> map;

std::shared_ptr<const string_map> getMap()
{
    return std::atomic_load(&map);
}

void updateMap(string_map latestMap)
{
    std::shared_ptr<const string_map> temp{
        new string_map{std::move(latestMap)}};
    std::atomic_store(&map, temp);
}

现在，让我们来看看你的代码。这有点复杂。为了方便起见，我们假设每秒钟调用 updateMap 而不是每15分钟调用一次。 useMapA 最初是 true 。更新线程执行以下语句，并在更新原子标志之前中断：

if (useMapA) {
    mapB = std::move(*latestMap);

现在，读者线程仅评估原子标志：

bool r1 = useMapA; // r1==true

继续更新线程并将原子标志设置为 false 。一秒钟之后，更新线程评估原子标志：

if (useMapA) { // condition is false

现在，读者线程仍在继续。两个线程都访问 mapA ，并且至少有一个线程写入数据结构。这意味着，存在数据竞争，这意味着程序的行为是未定义的，无论此数据竞争是否真的发生。

如果仅每15分钟调用 updateMap 会有什么变化？除非在这15分钟内发生了一些额外的同步，否则它仍然是数据竞争，因为 C ++标准在一秒到15分钟之间没有区别。

std :: atomic访问是否充当内存屏障？

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