多线程 C 中整数读写是原子的吗？

C 线程中对多字节整数的原子访问：细致入微的答案

在多线程应用程序中，协调对共享数据的访问可以具有挑战性。考虑一下 C 中整数的读写是否是原子的问题。

问题

想象两个线程：一个更新，一个读取整数值。通常，读取和写入的顺序对于该统计值并不重要。但是，人们担心写入操作期间可能会出现中断。

例如，考虑初始化为 0x0000FFFF 的值。如果它增加到 0x00010000，是否存在 0x0001FFFF 中间状态的风险，从而导致问题？

答案：架构考虑

答案在于架构系统的。在 IA32 处理器上，对齐的内存写入是原子的。但是，根据缓存设置，未对齐写入的行为可能会有所不同。

• 单个 L1 缓存行：如果内存位于同一 L1 缓存行内，则写入操作是原子的。
• 分割L1 Cache Line：如果内存分布在多个缓存行上，存在写入中断的风险。

CPU 和 RAM 之间的总线宽度也会影响原子写入。例如，8086 处理器上的 16 位对齐写入是原子的，而 8088 上的相同写入则不是由于其 8 位总线。

易失性变量声明

在 C 中，将共享变量声明为 volatile 至关重要。这可以防止编译器优化它们以假设它们从未更新，从而确保多线程场景中的正确行为。

结论

确定整数读写的原子性C 线程需要仔细考虑目标体系结构和缓存机制。如果未对齐写入或系统存在潜在的缓存行分裂，可能需要同步机制来保证数据完整性。

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