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我需要为另一个线程设置一个标志才能退出。那个其他线程不时检查退出标志。我是否必须使用 atomic 作为标志，或者只是一个普通的 bool 就足够了，为什么（举例说明如果我使用普通的 bool 可能会出现什么问题）？

#include <future>
bool exit = false;
void thread_fn()
{
    while(!exit)
    {
        //do stuff
        if(exit) break;
        //do stuff
    }
}
int main()
{
    auto f = std::async(std::launch::async, thread_fn);
    //do stuff
    exit = true;
    f.get();
}
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3 回答 3

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我必须对“退出”布尔变量使用原子吗？

是的。

要么使用atomic<bool>，要么通过（例如）使用手动同步std::mutex. 您的程序当前包含数据竞争，一个线程可能读取一个变量，而另一个线程正在写入它。这是未定义的行为。

根据 C++11 标准的第 1.10/21 段：

如果程序的执行包含不同线程中的两个冲突操作，则该程序的执行包含数据竞争，其中至少一个不是原子的，并且两者都不会在另一个之前发生。任何此类数据竞争都会导致 未定义的行为。

第 1.10/4 段给出了“冲突”的定义：

如果其中一个修改了内存位置 (1.7) 而另一个访问或修改了相同的内存位置，则两个表达式求值会发生冲突。

于 2013-04-19T18:58:31.863 回答
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是的，你必须有一些同步。正如您所说，最简单的方法是使用atomic<bool>.

正式地，正如@AndyProwl 所说，语言定义说在这里不使用原子会产生未定义的行为。这是有充分理由的。

首先，变量的读取或写入可以通过线程切换中途中断；另一个线程可能会看到部分写入的值，或者如果它修改了该值，则原始线程将看到一个混合值。第二，当两个线程运行在不同的核上时，它们有独立的缓存；写入一个值会将其存储在缓存中，但不会更新其他缓存，因此一个线程可能看不到另一个线程写入的值。第三，编译器可以根据看到的内容重新组织代码；在示例代码中，如果循环内没有改变 的值exit，编译器没有任何理由怀疑该值会改变；它可以把循环变成while(1).

Atomics 解决了所有这三个问题。

于 2013-04-19T19:06:53.560 回答
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实际上，在这个特定示例中，纯 bool 没有任何问题。唯一的注意是将 bool 退出变量声明为 volatile 以将其保存在内存中。CISC 和 RISC 架构都将 bool 读/写实现为严格的原子处理器指令。现代多核处理器也具有先进的智能缓存实现。因此，不需要任何内存屏障。标准引用不适用于这种特殊情况，因为它处理唯一的一次写入和唯一一个线程的读取。

于 2015-04-15T08:10:07.287 回答