C 11 並發：什麼時候應該使用`atomic`而不是`volatile`？

並發：C 11 記憶體模型中的原子性和易失性

在多執行緒並發存取共享資源的場景中，確保資料完整性至關重要。 C 11 引入了atomic 和 volatile 關鍵字來以不同的方式處理此類情況。

Volatile：提示，而非保證

Volatile 向編譯器表示變數可以異步更改，促使它始終讀取和寫入內存，避免可能導致過時值的潛在優化。然而，易失性並不能保證原子訪問，這意味著多個執行緒仍然可以同時訪問它，這可能會導致不一致。

原子：強制原子性

相反，原子類型提供原子性的強力保證。對原子變數的操作以原子方式執行，確保在任何給定時間只有一個執行緒可以修改該變數。這可以防止讀取過時值的可能性。

多執行緒場景中的行為

在由多個執行緒存取共享全域變數的範例中，易失性將允許每個執行緒可能從其自己的快取中讀取過時的值。另一方面，原子性將強制執行原子性，確保所有執行緒讀取最新值。

原子相對於 Volatile 的優點

• 更強的保證：原子提供絕對的原子性，消除資料爭用和過時的風險
• 簡化記憶體排序：原子操作自動處理記憶體排序，簡化程式碼並減少出錯的可能性。
• 提高效率：雖然原子確實有一些效能開銷，在資料一致性要求較高的場景中，它們可以比 volatility 更有效率關鍵。

結論

在需要並發存取共享變數的多執行緒環境中，原子類型提供了比 volatile 更好的選擇。它們對原子性的強大保證可確保資料完整性、簡化記憶體排序，並可能提高效能關鍵場景中的效率。

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