在C语言中无锁线程之间共享布尔值

我有两个线程，分别称为服务器线程和计算线程。服务器线程启动计算线程，向其传递一个指向布尔变量的指针，即“停止标志”。当服务器线程将stop标志设置为true时，计算线程应该退出其计算循环并从run函数返回

我的问题是，有没有办法在两个线程之间安全地共享该标志，而不使用任何类型的锁（互斥锁、信号量等）？请记住：

• 标志将设置为true一次
• 一旦设置为true，标志将永远不会设置回false
• 只有一个服务器线程和一个计算线程

在这种情况下，我将“安全”定义为任何一种方法，在这种方法中，将服务器线程中的标志设置为true可以保证在合理的时间内反映计算线程中的真实值。（如果你的答案中包含“最终”一词，它可能无法满足“合理的时间”）

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我对便携式和非便携式解决方案都感兴趣。我在Linux平台上运行，但除此之外还有一些灵活性：GCC、Clang、内核版本、C标准版本等等。

在这里将标志（您的

bool

）声明为

volatile

就足够了。这只会禁用此变量的缓存，并且保证每次读取都返回当前值。

在这里将标志（您的

bool

）声明为

volatile

就足够了。这只会禁用此变量的缓存，并且保证每次读取都返回当前值。

在这种情况下，将变量定义为

volatile

就足够了

单次写入不可能导致损坏

无法保证写入内容的可见时间，但您不需要

---

volatile

可防止有害的优化-如果编译器发现某个变量未被修改，它可能会认为不需要从内存中重新读取它

volatile

可以防止这种情况。

在这种情况下，将变量定义为

volatile

就足够了

单次写入不可能导致损坏

无法保证写入内容的可见时间，但您不需要

---

volatile

可防止有害的优化-如果编译器发现某个变量未被修改，它可能会认为不需要从内存中重新读取它<代码>易失性可防止这种情况。

用于此目的的正确数据类型是最新的C标准C11中的新类型

原子标记

和附带函数。大多数编译器还没有，但是有类似的东西可以用来模拟。例如，gcc和相关公司有

\uuuu sync\u lock\u test\u和
和
\uuuu sync\u lock\u release
用于相同目的

一般来说，仅仅像其他人建议的那样声明一个变量
volatile
，是不够的。尽管对于
int
或
\u Bool
来说很少见，但如果这样一个变量位于缓存边界之外，则对它的读写可能是部分的。例如，这可能导致设置变量的高阶位（导致解释为
true
）

如果此语义不足以满足您的需要，您可以使用其他原子操作，例如
\uu sync\u bool\u compare\u和\u swap
用于此目的的正确数据类型是新的类型
原子\u标志
以及最近的C标准C11中附带的函数。大多数编译器还没有，但是有类似的东西可以用来模拟。例如，gcc和相关公司有
\uuuu sync\u lock\u test\u和
和
\uuuu sync\u lock\u release
用于相同目的

一般来说，仅仅像其他人建议的那样声明一个变量
volatile
，是不够的。尽管对于
int
或
\u Bool
来说很少见，但如果这样一个变量位于缓存边界之外，则对它的读写可能是部分的。例如，这可能导致设置变量的高阶位（导致解释为
true
）

如果此语义不足以满足您的需要，您可以使用其他原子操作，例如
\uuu sync\u bool\u compare\u和\u swap
合理的时间量取决于计算循环的内容。合理的时间量取决于计算循环的内容。否，您还必须向编译器说明，它必须在内存中备份变量。@JensGustedt，
volatile
执行此操作。我看不出
volatile
在哪里执行此操作<代码>寄存器
和
易失性
绝不矛盾，编译器完全有权不在内存中备份易失性变量。
volatile
唯一禁止的是关于变量值的某些假设。@JensGustedt，
volatile
禁止关于如何修改变量的假设（参见C99 6.7.3-6）。如果不使用内存对其进行备份导致另一个线程的写入无效，那么它必须使用内存对其进行备份。如果它能够以某种方式将它保存在寄存器中，同时确保来自另一个线程的写入生效，那么就没有问题。不，您还必须向编译器明确说明它必须在内存中备份变量。@JensGustedt，
volatile
做到了这一点。我不知道
volatile
在哪里做到这一点<代码>寄存器
和
易失性
绝不矛盾，编译器完全有权不在内存中备份易失性变量。
volatile
唯一禁止的是关于变量值的某些假设。@JensGustedt，
volatile
禁止关于如何修改变量的假设（参见C99 6.7.3-6）。如果不使用内存对其进行备份，则会导致另一次写入
/* in file scope */
int work_has_been_initiated = 0;


/* inside the threads */
if (!__sync_lock_test_and_set(&work_has_been_initiated, 1)) {
   /* do the work, here */
}