C++ 写一次，同时读多次。。。无锁

这是一个关于一个作者和多个同时读者的问题

我希望这会激怒一些人，我可能会因为敢于问这个问题而被否决，但我想了解它是如何工作的。我知道互斥体和原子是什么，没必要教我

假设我有一个可供多个线程访问的内存位置（一个全局变量或我共享的指针）。它的大小与体系结构相同，假设它是64位系统上8字节大小的单个无符号整数。它被设置为

0

让我们假设有一千个线程在循环中读取它。如果它的

0

他们做了一些重要的事情，如果它的

1

他们做了另一件重要的事情，如果它既不是

0

也不是

1

他们发射了一枚核导弹

然后一个线程（正好一个，不是多个）用值

1

覆盖这个内存位置。会发生什么

看。。。我的理论是没有什么不好的事情发生，这是好的。没有数据损坏。在

0

和

1

之间没有半路。一个周期显示为

0

，下一个周期显示为

1

。不需要互斥或原子。我说得对吗？如果没有，原因是什么

编辑：系统要求我解释为什么这与另一个问题不同。答案是因为它和那个问题不一样。如果你不确定它有什么不同，请再读一遍，尤其是以问号结尾的部分

然后一个线程（正好一个，不是多个）用值1覆盖这个内存位置。会发生什么

看。。。我的理论是没有什么不好的事情发生，这是好的

你错了

如果一个线程写入内存位置，而您没有任何同步机制，也没有使用原子，那么您无法保证其他线程会看到更改

在

变量=1下运行着一整套技术几乎每一层都可以接受这个更新

在程序集级别和CPU级别，没有任何东西强迫从级别1缓存写回主内存

如果你只有一个变量和一个变化，那还不错。有些线程会看到更新的值，有些则不会。传播更新可能需要任意长的时间。你仍然可以称之为最终的一致性

但是一旦有了两个变量，写入值和读取值之间就会出现不一致

将“内存模型一致性C++”放入您最喜欢的搜索引擎中以了解更多详细信息。
线程通常不直接从内存读/写，而是直接从内存读/写到缓存。
缓存是一个更小但更快的内存

要使某个读卡器线程读取1而不是0，首先需要发生两件事：

写入线程必须已将其缓存写回内存
读卡器线程必须已从内存重新加载其缓存
这些事件发生的时间取决于体系结构、操作系统、其他进程和代码

每个读卡器线程在读取1之前都将读取0。
从0到1的切换可能根本不会发生，并且可能在不同线程的不同时间发生

这就是原子的存在，它们可以在不同线程的高速缓存中执行同步。< /P> C或C++？这两种语言的方法完全不同。“技术上，它不是C或C++问题，而是一个架构问题。”阿拉斯代尔：如果这是一个架构问题，什么架构？C++中，程序的行为是未定义的。句号。请注意，“未定义的行为”意味着语言定义不会告诉您程序的功能。因此，您可以随心所欲地猜测，也可以分析底层硬件，或许可以整理出您认为会发生什么。但是，当行为未定义时，编译器不需要生成合理的代码，也不需要每次编译时都生成相同的代码，尤其是在更改编译器设置或编译器版本时。很简单，不能保证行为是一致的。当然，在大多数情况下，任何合理的编译器/内核/内存控制器都会正确地处理它，尽管数据可能不会像答案中所说的那样传输到其他线程，但它不会是0或1以外的内容。但是，没有保证，因为标准中没有定义，并且假设您使用的是非常特定的材料/系统，而这些材料/系统并不费心实施，您不知道会发生什么。你的情况永远不可能发生，因为任何一段代码，只要足够接近安全的东西（比如原子弹），就允许完全没有未定义的行为。这个问题需要关注。它是询问一些计算机类架构的具体行为，真实的或想象的，当前的或未来的。与C和C++有关的一些不明确的方式，这只是他一半的问题。更重要的部分是，“它可以通过0和1以外的任何其他值”缓存协议（如MESI）专门传播这些值，假设您在缓存一致性机器上。如果您使用的是线程，那么您就在一台缓存一致的机器上。所以，这个值（最终）会传播，并且只会是零或一。所以你是说答案是“没有什么不好的事情发生”？没有腐败或崩溃之类的吗？公平地说，这种情况必须一直错误地发生。而使用原子意味着所有线程都将收到更改通知？也就是说，原子变量意味着一个变量没有保存在缓存中？@Alasdair这同样取决于您的编译器和目标体系结构：如果您的代码可以在单个CPU上运行，那么编译器可能会决定将其保存在L3缓存中，您在该CPU上运行的所有线程都可以读取它。任何一个