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我对 C 中的并发编程有一个相当具体的问题。我对此进行了相当多的研究，但看到了几个相互矛盾的答案，所以我希望得到一些澄清。我有一个类似于以下的程序（抱歉，代码块过长）：

typedef struct {
  pthread_mutex_t mutex;
  /* some shared data */
  int eventCounter;
} SharedData;

SharedData globalSharedData;

typedef struct {
  /* details unimportant */
} NewData;

void newData(NewData data) {
  int localCopyOfCounter;

  if (/* information contained in new data triggers an
         event */) {
    pthread_mutex_lock(&globalSharedData.mutex);
    localCopyOfCounter = ++globalSharedData.eventCounter;
    pthread_mutex_unlock(&globalSharedData.mutex);
  }
  else {
    return;
  }

  /* Perform long running computation. */

  if (localCopyOfCounter != globalSharedData.eventCounter) {
    /* A new event has happened, old information is stale and
       the current computation can be aborted. */
    return;
  }

  /* Perform another long running computation whose results
     depend on the previous one. */

  if (localCopyOfCounter != globalSharedData.eventCounter) {
    /* Another check for new event that causes information
       to be stale. */
    return;
  }

  /* Final stage of computation whose results depend on two
     previous stages. */
}

有一个线程池为传入数据的连接提供服务，因此可以同时运行多个 newData 实例。在多处理器环境中，我知道在正确处理此代码的计数器部分时存在两个问题：阻止编译器将共享计数器副本缓存在寄存器中，以便其他线程看不到它，并强制CPU 及时将计数器值的存储写入内存，以便其他线程可以看到它。我不希望在计数器检查周围使用同步调用，因为可以接受部分读取计数器值（它将产生与本地副本不同的值，这应该足以得出事件已发生的结论）。将 SharedData 中的 eventCounter 字段声明为 volatile 是否足够？还是我需要在这里做其他事情？还有更好的方法来处理这个吗？

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不幸的是，C 标准很少提及并发性。但是，大多数编译器（无论如何，gcc 和 msvc）都会将 volatile 读取视为具有获取语义- 每次访问时都会从内存中重新加载 volatile 变量。这是可取的，您现在的代码可能最终会比较缓存在寄存器中的值。如果这两个比较都被优化了，我什至不会感到惊讶。

所以答案是肯定的，让eventCounter易变的。或者，如果您不想过多限制编译器，可以使用以下函数来执行eventCounter.

int load_acquire(volatile int * counter) { return *counter; }

if (localCopy != load_acquire(&sharedCopy))
    // ...
于 2009-05-16T07:08:56.917 回答
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防止编译器将本地计数器副本缓存在寄存器中，以便其他线程看不到它

您的本地计数器副本是“本地的”，在执行堆栈上创建并且仅对正在运行的线程可见。每个其他线程都在不同的堆栈中运行，并具有自己的本地计数器变量（无并发）。

您的全局计数器应声明为 volatile 以避免寄存器优化。

于 2009-05-16T07:20:59.820 回答
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您还可以使用手动编码的程序集或编译器内在函数，这将保证对您的互斥体进行原子检查，它们也可以原子地++和 - 您的计数器。

这些天volatile没用了，在大多数情况下，您应该查看内存屏障，它们是其他低级 CPU 工具，可帮助解决多核争用问题。

然而，我能给出的最好建议是让您了解各种托管和本机多核支持库。我猜一些老的像 OpenMP 或 MPI（基于消息的），仍然在踢，人们会继续谈论他们有多酷……但是对于大多数开发人员来说，比如英特尔的TBB或微软的新 API，我也只是挖了在这篇代码项目文章中，他显然在使用 cmpxchg8b 这是我最初提到的低级硬件路线......

祝你好运。

于 2009-05-16T10:14:02.353 回答