Question

此网站上有几个问题询问是否可以使用volatile变量进行原子/多线程访问：例如，请参阅here，here，or here

现在，符合C（++）标准的答案显然是没有。

然而，在Windows＆amp; Visual C ++编译器，情况似乎不太清楚。

我最近answered并引用了volatile

Microsoft特定

声明为volatile的对象是（...）


对volatile对象的写入（volatile write）具有Release语义;   在写入之前发生的全局或静态对象 ^？的引用   指令序列中的volatile对象将在此之前发生   volatile编译二进制文件。

读取volatile对象（volatile read）具有Acquire语义;对a的引用   全局或静态对象 ^？在读取易失性内存后发生   指令   序列将在编译二进制文件中的volatile读取之后发生。


这允许volatile对象用于多线程应用程序中的内存锁定和释放。

_{[强调我的]}

现在，阅读本文，在我看来，MS编译器会处理一个易变量变量，因为std::atomic将在即将推出的C ++ 11标准中。

但是，在comment to my answer中，用户Hans Passant写了“那篇MSDN文章非常不幸，这是错误的。你不能用volatile实现锁定，甚至不能用微软的版本。（...）“

请注意：MSDN中提供的示例看起来非常可疑，因为您通常无法在没有原子交换的情况下实现锁定。（还有pointed out by Alex。）这个仍然留下了问题。关于本MSDN文章中给出的其他信息的有效性，特别是对于here和here等用例。）

此外，还有Interlocked *函数的文档，特别是InterlockedExchange带有volatile(!?)变量并进行原子读取+写入。（请注意，我们在SO上的一个问题 - When should InterlockedExchange be used? - 没有权威性地回答是否需要此函数来进行只读或只写原子访问。）

更重要的是，上面引用的volatile文档以某种方式暗示“全局或静态对象”，我认为“真实”acquire/release semantics应适用于所有值。

回到问题

在Windows上，使用Visual C ++（2005 - 2010），将（{32}？int？）变量声明为volatile允许对此变量进行原子读取和写入 - 或不是？

对我来说特别重要的是，这应该保存（或不保存）程序运行的处理器或平台的Windows / VC ++ 。（也就是说，无论是在Itanum2上运行的WinXP / 32bit还是Windows 2008R2 / 64bit都有关系？）

请用可验证的信息，链接，测试用例备份您的答案！

Answer 1

是的，它们在windows / vc ++上是原子的（假设你符合对齐要求等或课程）

然而，对于锁定，您需要进行原子测试并设置，或比较和交换instuction或类似物，而不仅仅是原子更新或读取。

否则无法在一个不可分割的操作中测试锁和声明它。

编辑：如下所述，无论如何，32位或更低版本的x86上的所有对齐内存访问都是原子的。关键是volatile会使内存访问有序。（感谢您在评论中指出这一点）

Answer 2

从Visual C ++ 2005开始，volatile变量是原子的。但这仅适用于此特定类别的编译器和x86 / AMD64平台。例如，PowerPC可能会重新排序内存读/写，并且需要读/写障碍。我不熟悉gcc类编译器的语义，但无论如何使用volatile for atomics都不是很容易实现。

参考，请参阅第一条评论“Microsoft Specific”：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/12a04hfd%28VS.80%29.aspx

Answer 3

有点偏离主题，但不管怎样，让我们去吧。

...有Interlocked *函数的文档，特别是InterlockedExchange，它接受一个volatile（！）变量......

如果你想到这个：

void foo(int volatile*);

是否说：

参数必须是指向volatile int或
参数也可以是指向volatile int？

后者是正确的答案，因为函数可以传递给volatile和非volatile的指针。

因此，InterlockedExchangeX()的参数volatile-qualified这一事实并不意味着它必须只对volatile的整数进行操作。

Answer 4

重点可能是允许像

这样的东西

singleton& get_instance()
{
    static volatile singleton* instance;
    static mutex instance_mutex;

    if (!instance)
    {
        raii_lock lock(instance_mutex);

        if (!instance) instance = new singleton;
    }

    return *instance;
}

如果在初始化完成之前写入instance，则会中断。使用MSVC语义，可以保证只要看到instance != 0，对象就会被初始化（即使使用传统的volatile语义，也没有正确的屏障语义）。

这种双重检查锁（反）模式实际上很常见，如果你不提供屏障语义就会破坏。但是，如果有保证访问volatile变量是获取+释放障碍，那么它是有效的。

不要依赖volatile的这种自定义语义。我怀疑这是为了不破坏现有的代码库。无论如何，请不要根据MSDN示例写锁。它可能不起作用（我怀疑你只能使用一个障碍写一个锁：你需要原子操作 - CAS，TAS等 - 为此）。

编写双重检查锁模式的唯一可移植方法是使用C ++ 0x ，它提供了合适的内存模型和明确的障碍。

Answer 5

在x86下，这些操作保证是原子的，无需基于LOCK的指令，如Interlocked*（参见英特尔开发人员手册3A第8.1节）：

基本内存操作将始终以原子方式执行：

•   读或写一个字节

•读取或写入对齐的单词   16位边界

•读取或写入在32位边界上对齐的双字

奔腾处理器（以及更新的处理器）保证   将始终携带以下附加内存操作   原子地说：

•读取或写入在64位上对齐的四字   边界

•16位访问适合的未缓存内存位置   在32位数据总线中

P6系列处理器（以及更新版本   处理器自）保证以下额外的内存   操作将始终以原子方式进行：

•未对齐的16-，32-，   和64位访问缓存内存，适合缓存行

这意味着volatile将仅用于防止编译器进行缓存和指令重新排序（MSVC不会为volatile变量发出原子操作，需要明确使用它们）。

Windows + VisualC上是否有易失性读写原子？

Microsoft特定

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5 个答案: