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c++ - 相互竞争的原子操作会互相饿死吗？

coder 2024-02-03 原文

想象一个有两个线程的程序。他们正在运行以下代码(CAS 指的是 Compare and Swap ):

// Visible to both threads
static int test;

// Run by thread A
void foo()
{
    // Check if value is 'test' and swap in 0xdeadbeef
    while(!CAS(&test, test, 0xdeadbeef)) {}
}

// Run by thread B
void bar()
{
    while(1) {
        // Perpetually atomically write rand() into the test variable
        atomic_write(&test, rand());
    }
}

线程 B 是否有可能永久导致线程 A 的 CAS 失败，以至于 0xdeadbeef 永远不会写入“测试”？或者自然调度抖动是否意味着在实践中这永远不会发生？如果某些工作是在线程 A 的 while 循环内完成的怎么办？

最佳答案

从理论上讲，是的。如果你能以某种方式设法让两个线程像这样同步运行

    time     thread A     thread B
    ----     --------     --------
     ||       CAS
     ||                   atomic_write
     ||       CAS
     \/                   atomic_write

Then CAS would never return true.

In practice this will never happen when threads share a CPU/Core, and is unlikely to happen when threads are running on different CPUs or Cores. In practice it's incredibly unlikely to happen for more than few cycles, and astronomically unlikely to happen for more than a scheduler quantum.

And that's if this code

void foo()
{
    // Check if value is 'test' and swap in 0xdeadbeef
    while(!CAS(&test, test, 0xdeadbeef)) {}
}

做它看起来要做的事情，即获取 test 的当前值，并将其与 test 进行比较以查看它是否已更改。在现实世界中，CAS 的迭代将由执行实际工作的代码分隔开。需要使用 volatile 关键字来确保编译器在调用 CAS 之前获取测试，而不是假设它可能仍在寄存器中的拷贝仍然有效。

或者您要测试的值不是测试的当前值，而是某种最后已知值。

换句话说，这个代码示例是对理论的测试，但你不会在实践中像这样使用 CAS，所以即使你可以让它失败，它也不一定告诉你它是如何失败的在现实世界的算法中使用时。

关于c++ - 相互竞争的原子操作会互相饿死吗？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/2215339/

饿死ampsectioncodetestc++multithreadingatomiclock-freecompare-and-swap

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