Warum bleibt mein Multithread-Programm hängen, wenn es mit Optimierung kompiliert wird?

Multithreading-Programm bleibt im optimierten Modus hängen

Problem:

Ein einfaches Multithreading-Programm verhält sich unerwartet, wenn es im optimierten Modus kompiliert wird. Während das Programm normal im Debug-Modus oder mit -O0 läuft, bleibt es hängen, wenn es mit -O1, -O2 oder -O3 kompiliert wird.

Lösung:

Die Das Problem liegt im nicht-atomaren Zugriff auf die fertige Variable. In einer Multithread-Umgebung kann der Zugriff zweier Threads auf eine nicht geschützte, nicht atomare Variable zu undefiniertem Verhalten führen. Um dies zu beheben, sollte die fertige Variable atomar gemacht werden.

Fix:

#include <iostream>
#include <future>
#include <atomic>

static std::atomic<bool> finished = false;

int func()
{
    size_t i = 0;
    while (!finished)
        ++i;
    return i;
}

int main()
{
    auto result = std::async(std::launch::async, func);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    finished = true;
    std::cout << "result = " << result.get() << std::endl;
    std::cout << "\nmain thread>

Erklärung:

Von Mit std::atomic stellen wir sicher, dass auf die fertige Variable auf atomare Weise zugegriffen und diese geändert wird, wodurch Race Conditions verhindert werden undefiniertes Verhalten.

Zusätzliche Hinweise:

• Die Verwendung von volatile für diesen Zweck wird nicht empfohlen, da die erforderliche Synchronisierung nicht gewährleistet ist.
• Der Compiler kann die Ausführung von Code optimieren, einschließlich variabler Zugriffsmuster. Es ist wichtig, geeignete Synchronisierungsprimitive zu verwenden, um das korrekte Programmverhalten sicherzustellen.

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