Les variables atomiques en C 11 peuvent-elles empêcher les lectures obsolètes dans les environnements multithread ?

Concurrence : atomique et volatile dans le modèle de mémoire C 11

Question :

Dans un environnement multithread avec des variables globales partagées, un thread peut-il lire une valeur obsolète à partir d'une variable atomique ? En quoi les types atomiques et volatils diffèrent-ils pour garantir l'intégrité des données ?

Réponse :

Volatile vs. Atomique

Volatile ne ne garantit pas l’accès atomique. Son objectif principal est les E/S mappées en mémoire et la gestion des signaux. Utiliser volatile avec std::atomic est redondant.

Ordre de la mémoire avec des variables atomiques

La visibilité des variables atomiques dépend du paramètre d'ordre de la mémoire utilisé.

• std::memory_order_seq_cst: Fournit un ordre global pour toutes les opérations sur toutes les variables, garantissant que les valeurs sont visibles dans « un délai raisonnable ». Cependant, des valeurs obsolètes peuvent toujours être renvoyées.
• std::memory_order_relaxed: Ordre de mémoire assoupli, où les threads peuvent ne pas s'entendre sur l'ordre des opérations, conduisant à des résultats incohérents.

Garantir les données Intégrité

Pour garantir l'intégrité des données, des opérations de lecture-modification-écriture (RMW) telles que Exchange() et fetch_add() doivent être utilisées. Ces opérations opèrent toujours sur la « dernière » valeur, éliminant ainsi le risque de valeurs obsolètes.

Considérations supplémentaires

• Les opérations RMW n'obligent pas les modifications antérieures à être visible plus rapidement.
• Les performances peuvent varier en fonction de la mise en mémoire tampon du processeur, de la distance physique du processeur et de la cohérence du cache. protocoles.
• Travailler avec des opérations atomiques est complexe, nécessitant une conception minutieuse du code et une compréhension du matériel de base. Dans des cas plus simples, les serrures peuvent être une option plus pratique.

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