確實需要使用互斥鎖嗎？

簡單版：在一個C++程序中，我使用兩個不同的線程來處理一些整數變量。但我相信一個人總是在寫一些價值，另一個人只是在閱讀那篇文章。在讀取/寫入數據時是否還需要使用互斥鎖？確實需要使用互斥鎖嗎？

現在的細節：主要思想是第一個線程生成一些信息並將它們保存到一個數組中，第二個線程從該數組中讀取數據並處理它們。這個數組表示一個隊列。這意味着我有兩個索引值指向隊列中的第一個和最後一個項目。現在我想知道，如果我在讀取或寫入數值時必須鎖定這兩個索引值，還是可以不鎖定地檢查它們？請注意，生成器線程是queue_back的唯一線程更改索引，並且處理器線程具有更改queue_front的獨佔權限。

如果我正在爲基於Linux的系統開發任何更改，並使用gcc編譯代碼。 PS：在一些使用線程的代碼中，我看到關鍵字volatile圍繞着不同線程之間共享的變量，我是否也需要使用它呢？

來源

2011-10-05 Ali1S232

如果未使用volatile，其他線程可能會或可能不會看到對該變量所做的更改。 –

否讀取和寫入不是原子的，您需要使用某種同步機制對其進行同步。另外，您必須將共享整數標記爲volatile，否則優化器可能會認爲該變量永遠不會在您的一個線程中更新。

gcc允許您對int，long和long long（以及它們的未簽名對象）執行原子操作。

查找的功能：

type __sync_fetch_and_add (type *ptr, type value); 
type __sync_fetch_and_sub (type *ptr, type value); 
type __sync_fetch_and_or (type *ptr, type value); 
type __sync_fetch_and_and (type *ptr, type value); 
type __sync_fetch_and_xor (type *ptr, type value); 
type __sync_fetch_and_nand (type *ptr, type value);

來源

2011-10-05 20:09:55

正要輸入類似的東西。 –

建議編輯「會認爲」「可能會想」。 –

@JohnDibling：同意和修改。 –

是的，你需要一個互斥體，關鍵段，聯鎖接入等同步訪問變量，既可以確保讀取線程不寫入線程仍然保存它們時讀取不完整的字節。這對於多核/ CPU系統來說尤爲重要，在這些系統中，兩個線程可以真正並行訪問變量。

來源

2011-10-05 20:10:49

如果將數組的大小限制爲256，並將索引值限制爲單個字節的數據，該怎麼辦？ – Ali1S232

是的，您需要通過使用某種同步機制（如互斥鎖）來保護生成器和讀取器線程中的隊列索引。

HTH

來源

2011-10-05 20:13:27

等一下，真的嗎？編譯器不允許優化它呢？我不認爲這是正確的。這是'volatile'關鍵字的唯一用法。 –

@Minging Duck - 是的，你是對的，我錯了。我改變了答案。感謝您接受它。 –

如果你真的只是共享一個單一的整數，然後std::atomic<int>聽起來像是正確的類型使用，從<atomic>頭。（如果你有一箇舊的編譯器，還應該有Boost或TR1版本。）這確保了原子讀取和寫入。據我所知，不需要volatile限定詞。

來源

2011-10-05 20:22:59

好吧，它不僅僅是一個整數，我分享，但只有一個整數可以在同一時間訪問。我的意思是整個隊列變量是共享的，但是兩個線程在嘗試訪問隊列節點之前首先檢查頭部和尾部變量。 – Ali1S232

讀取和寫入正確對齊的數據不超過機器字（通常任何int可以解決的問題）在大多數主要體系結構上都是原子的。那不是是指每架構。

這意味着不，您不能只讀head和tail並期望數據是一致的。但是，例如，如果sizeof(int)碰巧是4，而sizeof(short)碰巧是2，並且如果您不關心「非主流」平臺，則可以進行一些聯合欺騙並在沒有原子操作或互斥體的情況下離開。

如果您希望自己的代碼具有可移植性，則無法實現正確的鎖定或原子比較/交換。

關於volatile，這並插入用於Microsoft Visual C++（作爲一個特定的編譯器狡辯）記憶障礙，但標準不不保證什麼特別的東西以外，編譯器不會優化變量。就目前而言，製作volatile並沒有什麼幫助，它確保了線程的安全性。

來源

2011-10-05 20:25:06 Damon

在讀取/寫入數據時，我仍然需要使用互斥鎖嗎？

是的，你需要一個鎖。您可能對稱爲讀/寫鎖的更具體實現感興趣。

您還可以使用原子和/或內存屏障。使用這些將需要更好地理解您的目標體系結構。重現多線程錯誤可能非常困難，而這些替代方案應該被認爲是可能不便攜的優化。

我看過關鍵字在不同線程之間共享變量，我是否也需要使用它呢？

哎呀。沒有！這不是C++中多線程讀取和寫入的安全或可移植解決方案。代之以使用原子，鎖定，複製，不可變和純粹的實現（等等）。

的volatile解讀可以通過平臺和/或編譯器而變化，並且它沒有指定的操作用C任何特定方式或C++多線程的目的讀取和寫入（有，它可以被可靠地用作舊假圖例原子讀/寫）。我曾經在一個多線程的C++程序中測試了volatile的有效性（在蘋果的gcc的intel-mac上）。我不會提供結果，因爲它的工作原理是有些人可能會考慮使用它，儘管他們應該不是因爲'幾乎'不夠好。

並限定使用volatile：它存在於我的（大型，嚴格編寫，多線程感知）代碼庫中，僅用於與平臺相關的原子API進行接口。而且完全誠實：早些時候還有其他一些用途，但它們可以並且應該被刪除。

來源

2011-10-05 20:25:38 justin

確實需要使用互斥鎖嗎？

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