Bagaimanakah `std::atomic` dan `volatile` Berbeza dalam Pengaturcaraan C 11 Serentak?

Konkurensi: Atom dan Meruap dalam Model Memori C 11

Apabila beberapa utas secara serentak mengakses pembolehubah global yang dikongsi, utas mungkin menulis dan membaca daripada pembolehubah dengan salinan berbeza dicache dalam teras pemproses yang berbeza. Adalah mungkin untuk satu utas membaca nilai lapuk daripada cachenya disebabkan oleh potensi percanggahan antara nilai yang disimpan dalam cache yang berbeza.

Walau bagaimanapun, piawaian C 11 menyediakan perpustakaan atom std::untuk operasi atom , memastikan bahawa nilai terkini dibaca daripada cache lain. Ini dicapai melalui susunan memori yang kukuh, yang menjamin bahawa perubahan yang dibuat oleh satu utas dapat dilihat oleh urutan lain dalam susunan yang konsisten.

Sebaliknya, kata kunci yang tidak menentu hanya menunjukkan bahawa pembolehubah tidak harus dioptimumkan oleh pengkompil, tetapi ia tidak memberikan sebarang jaminan akses atom. Ia direka terutamanya untuk senario seperti I/O yang dipetakan memori atau pengendalian isyarat.

Dalam konteks pembolehubah dikongsi antara utas, seperti yang berikut:

std::atomic<int> ai;

Tingkah laku jenis meruap dan atom akan berbeza dengan ketara. tidak menentu tidak menjamin akses atom, dan penggunaannya dalam kombinasi dengan std::atomic adalah berlebihan. Jika platform perkakasan menyatakan sebaliknya, tidak menentu mungkin tidak mempunyai kaitan dengan akses atom atau susunan memori antara benang.

Sebaliknya, jenis std::atomic menyediakan susunan memori melalui pelbagai pilihan seperti std::memory_order_seq_cst , yang menguatkuasakan satu jumlah tertib untuk semua operasi atom merentas semua pembolehubah. Ini memastikan kekangan keterlihatan dan pesanan dikekalkan dan urutan tidak akan mematuhi nilai lapuk dalam susunan yang ditetapkan dengan ketat.

Selain itu, menggunakan operasi baca-ubah suai-tulis seperti exchange(), compare_exchange_strong(), dan fetch_add () menjamin akses kepada nilai terkini. Dengan melaksanakan operasi ini dalam konteks urutan yang sama, urutan akan memerhatikan nilai yang dikemas kini dalam susunan yang betul, mengelakkan ketidakkonsistenan.

Bekerja dengan operasi atom memerlukan pertimbangan dan pemahaman yang teliti. Adalah dinasihatkan untuk menyelidik bahan latar belakang dan kod sedia ada dengan teliti untuk melaksanakan operasi atom dalam kod pengeluaran dengan berkesan. Dalam banyak kes, kunci boleh memberikan alternatif yang berdaya maju apabila cabaran operasi atom tidak diperlukan.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah `std::atomic` dan `volatile` Berbeza dalam Pengaturcaraan C 11 Serentak?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!