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在多线程或 RTOS 环境中，以下这些代码是否相同？

我相信他们不是。但是第一个代码绝对保存在多线程环境中吗？编译器是否有规则为“ga”分配一个寄存器，并且稍后在 func_a() 中不会再次读取“ga”？

我知道我可以使用锁，但这不是关于如何保护数据的问题。这只是关于编译器行为的问题。

// ga 是一个全局变量。

int func_a() {

    int a = ga;
    return a>2 ? a-2 : 2-a;
}

int func_b() {

    return ga>2 ? ga-2 : 2-ga;
}

我的意图是寻找一种标准方式（不是特定于平台的）来读取 ga 一次并将其值分配给局部变量“a”。

然后可以始终使用“a”，而不管“ga”是否已更改。

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C 标准中没有规则要求编译器以不同的方式实现这些函数。例如，当使用寄存器时，编译器可能会或可能不会“优化”从gato的分配a（即“优化”，我的意思是：加载ga到 REG，然后使用相同的 REG 进行其余的计算，使用它作为a）。或者它可能不会这样做。

如果要实现无锁数据结构：

  1. C99 没有提供任何可以帮助您的东西。
  2. C11（最新标准）为您提供原子数据类型。

如果您使用的是 C99，那么您需要：

  1. 使用锁（因此，不是无锁代码）
  2. 准备好编写特定于架构的代码。您至少需要使用一组最小的原子操作，就像在这个库中所做的那样，它使用 x86、x86_64 和 ARM ISA 提供的原子操作来实现无锁数据结构。

在此答案的早期版本中，我谈到了一个附带问题（与相关，并且与您的实际volatile问题实际上无关）：

有一种情况可以限制如何func_b实现，但我实际上是在这里切线：如果ga被声明为volatile.

如果ga是易失性的，那么每次读取都ga 必须ga重新从内存中加载。即 in func_b，ga将从内存中加载两次。一次用于比较，一次用于计算返回值。例如，预期用途是ga指内存映射的 I/O 端口。然后，如果ga两次读取之间的值发生变化，这将反映在返回值中。但是，如果您ga在另一个线程中进行更改，请不要期望理智/定义的行为。

另一方面，没有限定符volatile并不意味着ga将在func_b. 并且没有与“易失性相反”的限定词。

于 2012-04-25T10:21:35.117 回答
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面对执行函数的多个线程，这两个版本的代码都具有未定义的行为。当然，不同的编译器可以对是否将全局变量保存到寄存器中做不同的事情。更重要的是，对于正在改变全局变量的线程，不能保证分配给局部变量可以以原子方式完成。

于 2012-04-25T09:57:08.743 回答
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行为取决于您使用的编译器，每个编译器都有自己的优化规则。

于 2012-04-25T10:01:40.137 回答
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这两个片段很可能会以相同的机器代码结束。在多线程情况下，它们都不安全。

volatile会强制创建一个临时变量，但由于不能保证从“ga”复制到 volatile 变量是原子的，所以这不是线程安全的。

编写此类代码的唯一安全方法是使用警卫：

int func_a() {

    mtx_lock(&ga_mutex);
    int a = ga;
    mtx_unlock(&ga_mutex);

    return a>2 ? a-2 : 2-a;
}
于 2012-04-25T10:55:59.247 回答