轮询由C程序中的其他线程编写的变量安全吗？
轮询由C程序中的其他线程编写的变量安全吗？
提问于 2014-01-19 13:06:12
考虑下面的C代码片段：
int flag = 0;
/* Assume that the functions lock_helper, unlock_helper implement enter/leave in
* a global mutex and thread_start_helper simply runs the function in separate
* operating-system threads */
void worker1()
{
/* Long-running job here */
lock_helper();
if (!flag)
flag = 1;
unlock_helper();
}
void worker2()
{
/* Another long-running job here */
lock_helper();
if (!flag)
flag = 2;
unlock_helper();
}
int main(int argc, char **argv)
{
thread_start_helper(&worker1);
thread_start_helper(&worker2);
do
{
/* doing something */
} while (!flag);
/* do something with 'flag' */
}问题：
- 由于编译器的优化，主线程的“标志”可能总是为0(并且会卡在do/while循环中)吗？
- “易失性”修饰语会有什么不同吗？
- 如果答案是“取决于编译器提供的特性”，那么在编译时我是否可以用配置脚本检查这个“特性”呢？
回答 3
Stack Overflow用户
回答已采纳
发布于 2014-01-19 18:26:31
由于可以假定对齐int的加载是原子操作，所以代码的唯一危险是优化器:允许编译器优化flag在main()中的第一次读取，即将代码转换为
int main(int argc, char **argv)
{
thread_start_helper(&worker1);
thread_start_helper(&worker2);
/* doing something */
if(!flag) {
while(1) /* doing something */
}
//This point is unreachable and the following can be optimized away entirely.
/* do something with 'flag' */
}有两种方法可以确保不会发生这种情况: 1.使flag易失性，这是个坏主意，因为它包含相当多不必要的开销，以及2.引入必要的内存屏障。由于读取int的原子性，以及您只想在flag更改后解释它的值，您应该能够在循环条件之前只使用一个编译器屏障：
int main(int argc, char **argv)
{
thread_start_helper(&worker1);
thread_start_helper(&worker2);
do
{
/* doing something */
barrier();
} while(!flag)
/* do something with 'flag' */
}这里使用的barrier()非常轻量级，是所有可用障碍中最便宜的。
如果您想分析引发flag之前编写的任何其他数据，这是不够的，因为您仍然可能从内存中加载陈旧的数据(因为CPU决定预取值)。有关记忆栅栏、它们的必要性及其使用的全面讨论，请参见https://www.kernel.org/doc/Documentation/memory-barriers.txt。
最后，您应该注意到，另一个写入线程可以在flag循环退出后的任何时候修改do{}while()。因此，您应该立即将其值复制到一个影子变量中，如下所示：
int myFlagCopy;
do
{
/* doing something */
barrier();
} while(!(myFlagCopy = flag))
/* do something with 'myFlagCopy' */Stack Overflow用户
发布于 2014-01-19 18:19:39
代码很可能按原样工作，但有些脆弱。首先，这取决于对flag的读和写在所使用的处理器上是原子的(并且flag的对齐就足够了)。
我建议要么使用读锁来读取flag的值，要么使用任何线程库的功能来使flag正确原子化。
Stack Overflow用户
发布于 2014-01-19 13:15:52
有可能时间在线程之前执行.您必须在使用pthread_join()之前等待线程的执行。
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原文链接：
https://stackoverflow.com/questions/21217123
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