為什麼 C 編譯器不最佳化重複的原子變數寫入？

原子變數寫入的最佳化挑戰

儘管C 標準中的「as-if」規則允許將重複寫入合併到相同的原子變量，編譯器通常不會執行此操作最佳化。

編譯器限制的原因

主要關注的是預期行為的潛在破壞。程式設計師希望原子儲存單獨發生，從而保留潛在競爭條件的中間值的可見性。合併儲存可能會違反此期望，特別是在進度條等需要立即更新的場景中。

標準意義

C 標準允許折疊多個寫入到單一原子變量，即使儲存不同的值。這表示編譯器可以合併多個寫入以提高效能。然而，原子操作的「假設」性質使其對實現決策開放，編譯器選擇了謹慎的方法來避免意外行為。

最佳化案例

儘管存在潛在的陷阱，但仍有優化原子寫入的合法用例。例如，減少循環中不必要的引用計數操作可以提高效能。為了解決這個問題，C 工作小組正在考慮擴展原子 API 以提供對最佳化的明確控制。

易失性原子變數

使用揮發性原子變數可以防止合併的寫入。雖然 易失性 並沒有明確禁止合併，但它限制了優化並保持了各個寫入的一致性。然而，它也可能會帶來不必要的開銷，因此不鼓勵將其作為防止合併的主要方法。

正在進行的討論

C 工作組內的討論正在探索啟用的方法編譯器在適當的時候安全地優化原子寫入。這包括選擇加入語法或註釋的建議，以指示何時需要最佳化以及何時應避免最佳化。

在標準中達成並實現共識之前，編譯器可能會繼續避免將原子寫入合併到保持可預測性並符合程式設計師的期望。

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