C原子操作，如果寫入都是原子交換，我需要原子加載嗎？

Question

我正在用C編寫一個程序。爲了簡單起見說：有很多變量，許多線程都可以讀取和寫入。每次寫入它們時，都會通過原子交換（GCC原子操作，同步和交換）進行寫入。每次讀取其中一個變量時，是否需要使用原子加載？還是原子寫入足以避免在數據寫入過程中讀取數據？

注意，任何地方，需要從這些瓦爾第一張價值的一個使用數據：

int success = 0; 
while (!success) { 
    int x = shared_x; 
    ... work with x, result in y ... 
    success = cmp_swap(&shared_x, x, y); 
} 

我的問題不是關於比賽的數據，那就是我不擔心我可能會丟失數據。我擔心的是，shared_x的價值可能會在我閱讀的一半時發生變化。假設它是一個8字節的整數，這是否是一個潛在的問題：說shared_x是一個64位整數，8個字節。是否有可能我的x = shared_x將複製前4個字節，然後以原子方式寫入shared_x，然後此語句完成讀取第二個4字節。這將導致x包含舊值shared_x的前4個字節，以及新shared_x的最後4個字節。我懷疑原子交換（http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.1/gcc/Atomic-Builtins.html - 使用__sync_bool_compare_and_swap）中的內存屏障足以防止這種情況發生......但我不確定。

Answer 1

它看起來像你從shared_x閱讀，計算一些新的，然後寫回shared_x。您寫入shared_x的值似乎取決於您最初從中讀取的值。

如果是這種情況，那麼你在那裏有一個依賴關係，並且很可能不僅需要使原子讀取，而且還需要完成「讀取，計算，回寫」原子的整個操作。意思是說，你需要同步它。就像一個互斥體一樣。

我說「最有可能」，因爲我不知道如果我不知道代碼實際上做了什麼。您需要分析在線程A寫入shared_x的情況下發生的情況，而線程B當前正在根據舊值shared_x進行計算，然後將結果寫回到它。線程A寫入的值會永遠丟失。我不知道這是否會對您造成問題。只有你可以知道這一點。如果競爭條件是好的，那麼你不需要同步或使讀取原子。

如果你只是想確保從shared_x的閱讀不會讓你垃圾和不關心上述的競爭條件，那麼答案是「最有可能你不需要做閱讀原子。」而不是我複製粘貼&，你可以在這裏閱讀細節：

Atomicity in C++ : Myth or Reality

這些問題即使是C++，同樣擁有對C也是如此。

注意雖然原子現在也在C標準中（C11），由<stdatomic.h>標題和_Atomic類型限定符提供。但當然，並非所有編譯器都支持C11。