多執行緒 C 中整數讀寫是原子的嗎？

C 執行緒中對多位元組整數的原子存取：細緻入微的答案

在多執行緒應用程式中，協調對共享資料的存取可以具有挑戰性。考慮一下 C 中整數的讀寫是否是原子的問題。

問題

想像兩個執行緒：一個更新，一個讀取整數值。通常，讀取和寫入的順序對於該統計值並不重要。但是，人們擔心寫入操作期間可能會出現中斷。

例如，考慮初始化為 0x0000FFFF 的值。如果它增加到 0x00010000，是否存在 0x0001FFFF 中間狀態的風險，從而導致問題？

答案：架構考量

答案在於架構系統的。在 IA32 處理器上，對齊的記憶體寫入是原子的。但是，根據快取設置，未對齊寫入的行為可能會有所不同。

• 單一 L1 快取行：如果記憶體位於同一 L1 快取行內，則寫入操作是原子的。
• 分割L1 Cache Line：如果記憶體分佈在多個快取行上，有寫入中斷的風險。

CPU 與 RAM 之間的匯流排寬度也會影響原子寫入。例如，8086 處理器上的 16 位元對齊寫入是原子的，而 8088 上的相同寫入則不是由於其 8 位元匯流排。

易失性變數宣告

在 C 中，將共享變數宣告為 volatile 至關重要。這可以防止編譯器優化它們以假設它們從未更新，從而確保多執行緒場景中的正確行為。

結論

確定整數讀寫的原子性C 執行緒需要仔細考慮目標體系結構和快取機制。如果未對齊寫入或系統存在潛在的快取行分裂，可能需要同步機制來確保資料完整性。

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