C++線程與可見性問題 - 常見的工程實踐是什麼？

Question

從我的學習中，我瞭解飢餓，死鎖，公平和其他併發問題的概念。然而，理論從實踐不同，在一定程度上和實際工程任務經常涉及不是學術等等等等更詳細...

爲C++開發人員，我一直關注了一段時間線程問題...

假設您有一個共享變量x，它指向程序內存的一部分。該變量在兩個線程A和B之間共享。

現在，如果我們考慮從A和B線程的x讀取/寫入操作，可能在同一時間，需要同步這些操作，對吧？因此，對x的訪問需要某種形式的同步，例如可以通過使用互斥鎖來實現。

現在讓我們考慮在x最初寫的線程A另一個場景，然後傳遞到線程B（不知）和線程只讀取x。線程B然後產生對x的響應，稱爲y，並將其傳遞迴線程A（再次，以某種方式）。我的問題是：我應該使用什麼同步原語來使這個場景是線程安全的。我讀過關於原子，更重要的是記憶柵欄 - 這些是我應該依賴的工具嗎？

這不是一個典型的情況，其中有一個「關鍵部分」。相反，一些數據在線程之間傳遞，不可能在同一個內存位置同時寫入。所以，在寫入之後，數據首先應該以某種方式「刷新」，以便其他線程在讀取之前能夠以有效和一致的狀態看到它。它是如何被稱爲文學，它是「知名度」？

pthread_once和它的Boost/std對應部分，即call_once。如果x和y通過一種「消息隊列」在線程之間傳遞，這是通過「一次」功能訪問的，這會有所幫助嗎？ AFAIK它作爲一種記憶圍欄，但我無法找到任何確認。

CPU緩存及其一致性如何？從工程角度我應該知道什麼？這些知識是否有助於上述場景，或者C++開發中經常遇到的其他場景？

我知道我可能會混合很多主題，但我想更好地瞭解什麼是常見的工程實踐，以便我可以重複使用已知的模式。

這個問題主要與C++ 03的情況有關，因爲這是我工作時的日常環境。由於我的項目主要涉及Linux，因此我只能使用pthread和Boost，包括Boost.Atomic。但是，如果關於這些問題的任何事情隨着C++ 11的出現而改變，我也感興趣。

我知道這個問題是抽象的，沒有那麼精確，但任何輸入都可能有用。

Answer 1

你有一個共享變量x

這就是你出了錯。如果您使用某種線程安全的消費者 - 生產者隊列來移交工作項目的所有權，並且從程序其餘部分（包括所有業務邏輯）的角度來看，線程更容易分配，任何事情都不會共享。

消息傳遞也有助於防止緩存衝突（因爲沒有真正的共享 - 除了生產者 - 消費者隊列本身，並且如果工作單元很大，對性能的影響微乎其微 - 並且將數據組織到消息有助於減少錯誤分享）。

並行當你分開的問題劃分爲若干子秤最好的。小的子問題也更容易推理。

你似乎已經沿着這些路線思考，但沒有，線程原語像原子公司，互斥和圍欄都沒有使用消息傳遞應用非常好。找到一個真正的隊列實現（隊列，圓環，Disruptor，它們使用不同的名字，但都滿足相同的需求）。原語將在隊列實現中使用，但從不會由應用程序代碼使用。