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我知道位域依赖于编译器，但我没有找到有关最新 g++ 和 Visual C++ 2010 位域线程安全的文档。

位域成员的操作是原子的吗？

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不幸的是，“线程安全”是编程中一个非常重载的术语。

如果您的意思是对位域的原子访问，答案是否定的（至少在我知道的所有处理器上）。您可以原子访问 32 位机器上的 32 位内存位置，但这仅意味着您将读取或写入整个 32 位值。这并不意味着另一个线程不会做同样的事情。如果您想停止，您可能需要同步。

如果您的意思是对位域的同步访问，答案也是否定的，除非您将访问包装在更高级别的同步原语中（通常建立在原子操作之上）。

简而言之，如果您没有额外的工作，编译器不会提供对位字段的原子或同步访问。

这有帮助吗？

编辑：Dan Grossman 博士有两节关于原子性和同步性的精彩讲座，我在 UOregon 的 CS 部门页面上找到。

于 2011-05-31T19:51:42.183 回答
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写入位域时，可能存在一个时间窗口，在该时间窗口中，另一个线程访问（读取或写入）同一结构中的任何（相同或不同）位域的任何尝试都将导致未定义行为，这意味着任何事情都可以发生。读取位域时，可能存在一个时间窗口，当另一个线程尝试在同一结构中写入任何位域时，将导致未定义行为。

如果您实际上不能为所讨论的位域使用单独的变量，您可以将多个位域存储在一个整数中，并通过在位域结构和 32 位整数之间创建联合来自动更新它们，并且然后使用 CompareExchange 序列：

  1. 将位域的值读取为 Int32。
  2. 将其转换为位域结构
  3. 更新结构
  4. 将结构转换回 Int32。
  5. 仅当变量仍保持在 (1) 中读取的值时，才使用 CompareExchange 用新值覆盖该变量；如果值已更改，请从步骤 (1) 重新开始。

为了使这种方法运作良好，步骤 2-4 必须快速。它们花费的时间越长，步骤 5 中的 CompareExchange 失败的可能性就越大，因此在 CompareExchange 成功之前必须重新执行步骤 2-4 的次数越多。

于 2011-05-31T20:16:49.030 回答
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如果要以线程安全的方式更新位域，则需要将位域拆分为单独的标志并使用常规ints 来存储它们。访问单独的机器字是线程安全的（尽管您需要考虑多处理器系统上的优化和缓存一致性）。

于 2011-05-31T19:40:35.273 回答
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请参阅 Windows联锁功能

另请参阅此相关的 SO 问题

于 2011-05-31T19:50:01.293 回答
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只是简单地使用 atomic.AddInt32 示例：

atomic.AddInt32(&intval, 1 << 0)      //set the first bit
atomic.AddInt32(&intval, 1 << 1) //set the second bit
atomic.AddInt32(&intval, -(1 << 1 + 1 << 0)) //clear the first and second bit

代码在 Go 中，我认为 c++ 也有类似 atomic.AddInt32 的东西

于 2012-10-28T02:11:29.957 回答