我應該互斥鎖定一個變量嗎？

如果一個32位變量在多個線程之間共享，我應該在變量周圍放置一個互斥鎖嗎？例如，假設1個線程寫入32位計數器，第2個線程讀取它。第二個線程是否有可能讀取損壞的值？我應該互斥鎖定一個變量嗎？

我正在使用32位ARM嵌入式系統。編譯器似乎總是對齊32位變量，因此它們可以用一條指令讀取或寫入。如果32位變量未對齊，則讀取或寫入將分解爲多條指令，第二個線程可能讀取損壞的值。

如果我將來轉移到多核系統並且變量在覈心之間共享，這個問題的答案是否會發生變化？（假設核心之間共享緩存）

謝謝！

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2011-07-01 Will

你關心比賽，還是隻關心撕裂？ –

一旦你滿意自己撕裂沒有發生，記住不要寫'i ++'或者'i + = j'沒有互斥體。 –

感謝關於撕裂的評論 - 我不知道這就是它的名字。我主要是想知道什麼是「標準」和/或什麼是「良好實踐」，以避免撕裂和競爭條件。 – Will

互斥鎖可以保護您免受破綻 - 例如某些ARM實現使用亂序執行，而互斥鎖將包含您的算法正確性可能需要的內存（和編譯器）障礙。

包含互斥鎖更安全，然後找出稍後優化它的方法，如果它顯示爲性能問題。

另請注意，如果您的編譯器是基於GCC的，則可以訪問GCC atomic builtins。

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2011-07-02 04:56:56 caf

感謝您的所有細節。閱讀http://www.usenix.org/event/hotpar11/tech/final_files/Boehm.pdf讓我相信你是對的。 – Will

你不需要互斥。在32位ARM上，單次寫入或讀取是原子操作。（不管內核的數量如何）當然，您應該將該變量聲明爲volatile。

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2011-07-01 21:57:15 okadahiroshi

對於我上面的簡單情況，我認爲這是有道理的。然而，David Heffernan關於撕裂的評論讓我轉向了http://www.usenix.org/event/hotpar11/tech/final_files/Boehm.pdf。那篇論文讓我對良性數據競賽更加緊張，「易變」可能不是一個完整的解決方案。 – Will

如果所有的寫入都是從一個線程完成的（即其他線程只讀），那麼不需要互斥鎖。如果多於一個線程可能正在寫，那麼你這樣做。

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2011-07-01 22:10:10

在32位系統上，讀取和寫入32位變量是原子性的。但是，這取決於你對變量做了什麼。例如。如果你以某種方式操作它（例如添加一個值），那麼這需要讀取，操作和寫入。如果CPU和編譯器不支持此操作的原子操作，那麼您將需要使用一個互斥鎖來保護這個多操作序列。

還有其他無鎖技術可以減少對互斥鎖的需求。

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2011-07-02 07:47:15

做cpus與非原子「移動」操作存在嗎？我相信每個更新內存位置值的機器指令都是原子的，所有人都應該關心的是，一個線程可以讀取舊值而不是更新的值（在一個線程寫入的情況下，另一個線程只能讀取閱讀，當然） – ShinTakezou

@ShinTakezou - 如果32位變量未對齊，ARM將生成非原子讀/寫。（即，它將執行4字節的加載而不是字加載以避免未對齊的訪問異常） – Will

ARM還是編譯器？我想這取決於編譯器生成正確的代碼;而且由於編譯器「知道」它確實爲一次寫操作生成4條指令而不是1條指令，所以它可能會設置「障礙」，以便使整個寫入原子化並避免C程序員不必擔心硬件的細節源編譯爲（也許必須有一個選項來禁用這些障礙，但對我來說，他們應該添加默認情況下，如果它是可能的，當然，我想它應該是） – ShinTakezou

我應該互斥鎖定一個變量嗎？

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