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假设我们有一个内存区域，某个线程正在向其中写入数据。然后它将注意力转移到其他地方并允许任意其他线程读取数据。但是，在某个时间点，它想重用该内存区域并将再次写入。

写线程提供了一个布尔标志（valid），它表明内存仍然可以读取（即他还没有重用它）。在某个时候，他会将此标志设置为 false 并且永远不会再次将其设置为 true（它只会翻转一次，仅此而已）。

在顺序一致性的情况下，分别为编写者和阅读者使用这两个代码片段应该是正确的：

...
valid = false;
<write to shared memory>
...

和

...
<read from shared memory>
if (valid) {
    <be happy and work with data read>
} else {
    <be sad and do something else>
}
...

我们显然需要做一些事情来确保顺序一致性，即插入必要的获取和释放内存屏障。在将任何数据写入段之前，我们希望在编写器线程中将该标志设置为 false 。我们希望在检查之前从阅读器线程中的内存中读取数据valid。后者是因为我们知道valid 是单调的，即如果它读后仍然有效，那么它在读时是有效的。

在内存访问和访问之间插入一个完整的栅栏valid就可以了。然而，我想知道，如果制造valid一个原子就足够了吗？

std::atomic<bool> valid = true;

然后

...
valid.store(false); // RELEASE
<write to shared memory>
...

和

...
<read from shared memory>
if (valid.load()) { // ACQUIRE
    <be happy and work with data read>
} else {
    <be sad and do something else>
}
...

似乎在这种情况下，使用原子存储和读取的隐含释放和获取操作对我不利。编写器中的 RELEASE不会阻止将内存访问向上移动（只是上面的代码可能不会向下移动）。同样，阅读器中的 ACQUIRE不会阻止将内存访问向下移动（只是下面的代码可能不会向上移动）。

如果这是真的，为了使这个场景工作，我还需要在编写线程中进行 ACQUIRE（即加载），并在读取线程中进行 RELEASE（即存储）。或者，我可以只使用一个普通的布尔标志，并使用共享互斥锁保护线程中的写入和读取访问（仅限于它！）。通过这样做，我将有效地在两个线程中同时拥有 ACQUIRE 和 RELEASE，从而将valid访问与内存访问分开。

因此，这将是与受a 保护atomic<bool>的常规之间非常严重的区别，这是正确的吗？boolmutex

编辑：实际上，加载和存储原子所暗示的内容似乎有所不同。std::atomicC++11的memory_order_seq_cst用于 (!)，而不是memory_order_acquire分别memory_order_release用于加载和存储。

相比之下，tbb::atomic使用memory_semantics::acquireandmemory_semantics::release而不是memory_semantics::full_fence.

因此，如果我的理解是正确的，那么对于标准 C++11 原子，代码将是正确的，但对于 tbb 原子，则需要将显式memory_semantics::full_fence模板参数添加到加载和存储中。

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写入器将valid标志切换为false并开始写入数据，而读取器可能仍在读取它。

设计缺陷在于错误地假设读取和写入同一内​​存区域不是问题，只要读取器在完成读取后检查数据的有效性。

C++ 标准将其称为数据竞争，它会导致未定义的行为。

一个正确的解决方案是使用一个std::shared_mutex管理对单个写入器和多个读取器的访问。

于 2017-02-25T21:21:18.003 回答