为什么我的优化多线程程序在使用非原子布尔标志时会冻结？

多线程程序优化问题

在您的代码中，您有一个多线程程序，其中一个单独的线程在主线程等待时递增计数器一秒钟，然后设置一个标志来指示计数器线程停止。然而，当在优化模式（-O1 -O3）下运行时，程序会卡住而不会打印任何输出。

罪魁祸首：非原子变量访问

The问题源于“finished”变量，它是一个简单的布尔值，由多个线程同时访问，没有任何同步或原子性保证。并发访问时，此变量可能会导致未定义的行为 (UB)。

解决方案：使用 std::atomic

要解决此问题，“finished”变量应该被声明为原子类型，例如 std::atomic。 std::atomic 提供原子性保证，确保对变量的访问是同步且定义良好的。

修订的代码：

#include <iostream>
#include <future>
#include <atomic>

static std::atomic<bool> finished = false;

int func()
{
    size_t i = 0;
    while (!finished)
        ++i;
    return i;
}

int main()
{
    auto result = std::async(std::launch::async, func);
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    finished = true;
    std::cout << "result =" << result.get();
    std::cout << "\nmain thread>

说明：

在修改后的代码中，“finished”变量被声明为std::atomic，确保原子访问。这可以防止导致程序冻结的未定义行为。

优化注意事项

在优化模式下，编译器可能会执行激进的优化，如果数据未正确同步。通过使用 std::atomic，您可以显式指示编译器维护“完成”变量的原子性，即使在优化构建中也是如此。

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