최적화된 멀티스레드 프로그램이 중단되는 이유는 무엇이며 원자 변수는 이를 어떻게 해결할 수 있습니까?

최적화 모드에서 중단된 최적화된 멀티스레딩 프로그램: 원자 변수를 통한 해결

다음 멀티스레딩 프로그램을 고려하세요.

static 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::cout << "\nmain thread>

이 프로그램은 디버그 모드 또는 -O0 최적화 플래그를 사용하여 예상대로 작동합니다. 그러나 릴리스 모드에서 실행하거나 최적화 플래그 -O1, -O2 또는 -O3을 사용하여 실행하면 문제가 발생하고 출력을 제공하지 못합니다.

원인 및 해결 방법

문제의 원인은 여러 스레드가 완료한 비원자 및 보호되지 않은 변수에 대한 동시 액세스에 있습니다. 이 변수는 원자성을 보장하지 않으므로 정의되지 않은 동작이 발생합니다. 이 문제를 해결하려면 done을 std::atomic:

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

으로 정의해야 합니다. 이렇게 하면 문제가 해결되고 프로그램이 최적화 모드에서 성공적으로 실행되어 원하는 출력이 표시됩니다.

result = 1023045342
main thread>

의의미 std::atomic

std::atomic과 같은 원자 변수는 잘 정의되고 스레드로부터 안전한 방식으로 공유 데이터에 대한 동시 액세스 및 수정을 보장합니다. 찢어짐과 같은 예상치 못한 동작을 금지하고 올바른 프로그램 흐름을 의도치 않게 변경할 수 있는 컴파일러 최적화로부터 보호합니다.

추가 고려 사항

원자 변수를 사용하면 동시성 안전성이 크게 향상되지만, 최적화는 광범위한 결과를 가져올 수 있다는 점을 인식하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 컴파일러는 보호되지 않는 변수를 레지스터로 최적화하거나 중복 액세스를 제거하여 성능을 향상시킬 수 있습니다. 의도하지 않은 최적화를 방지하려면 적절한 변수 보호와 컴파일러에 대한 명시적인 지침이 중요합니다.

위 내용은 최적화된 멀티스레드 프로그램이 중단되는 이유는 무엇이며 원자 변수는 이를 어떻게 해결할 수 있습니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!