Les lectures et écritures d'entiers sont-elles atomiques en C multithread ?

Accès atomique aux entiers multi-octets dans les threads C : une réponse nuancée

Dans les applications multithread, la coordination de l'accès aux données partagées peut être un défi. Considérez la question de savoir si les lectures et les écritures d'un entier en C sont atomiques.

Le problème

Imaginez deux threads : un mettant à jour et un lisant une valeur entière. En général, l'ordre des lectures et des écritures n'a pas d'importance pour cette valeur statistique. Cependant, des inquiétudes surviennent quant à d'éventuelles interruptions lors des opérations d'écriture.

Par exemple, considérons une valeur initialisée à 0x0000FFFF. S'il est incrémenté à 0x00010000, y a-t-il un risque d'un état intermédiaire de 0x0001FFFF qui pourrait causer des problèmes ?

La réponse : Considérations architecturales

La réponse réside dans l'architecture du système. Sur un processeur IA32, les écritures mémoire alignées sont atomiques. Cependant, les écritures non alignées peuvent se comporter différemment en fonction de la configuration de la mise en cache.

• Ligne de cache L1 unique : Si la mémoire se trouve dans la même ligne de cache L1, les opérations d'écriture sont atomiques.
• Ligne de cache L1 divisée : Si la mémoire est répartie sur plusieurs lignes de cache, il y a un risque de écritures interrompues.

La largeur du bus entre le CPU et la RAM affecte également les écritures atomiques. Par exemple, une écriture alignée sur 16 bits sur un processeur 8086 était atomique, alors que la même écriture sur un 8088 n'était pas due à son bus 8 bits.

Déclaration de variable volatile

En C , il est crucial de déclarer les variables partagées comme volatiles. Cela empêche le compilateur de les optimiser pour supposer qu'ils ne sont jamais mis à jour, garantissant ainsi un comportement correct dans les scénarios multithread.

Conclusion

Détermination de l'atomicité des lectures et écritures d'entiers Les threads C nécessitent un examen attentif de l’architecture cible et des mécanismes de mise en cache. En cas d'écritures non alignées ou de systèmes présentant une division potentielle des lignes de cache, des mécanismes de synchronisation peuvent être nécessaires pour garantir l'intégrité des données.

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