volatile sig_atomic_t 是否提供任何内存顺序保证？例如。如果我只需要加载/存储一个整数，可以使用吗？
例如这里:
volatile sig_atomic_t x = 0;
...
void f() {
std::thread t([&] {x = 1;});
while(x != 1) {/*waiting...*/}
//done!
}
这是正确的代码吗？ 在某些情况下它可能不起作用？
注意:这是一个过度简化的示例，即我不是在为给定的代码片段寻找更好的解决方案。我只想了解在根据 C++ 标准的多线程程序中，我可以从 volatile sig_atomic_t 中得到什么样的行为。或者，如果是这种情况，请理解行为未定义的原因。
我发现了以下语句 here :
The library type sig_atomic_t does not provide inter-thread synchronization or memory ordering, only atomicity.
如果我将它与这个定义进行比较 here :
memory_order_relaxed: Relaxed operation: there are no synchronization or ordering constraints imposed on other reads or writes, only this operation's atomicity is guaranteed
不一样吗？ 原子性 在这里到底是什么意思？ volatile 在这里做了什么有用的事情吗？ “不提供同步或内存排序”与“无同步或排序约束”有什么区别？
最佳答案
您正在使用 sig_atomic_t 类型的对象由两个线程访问(一个修改)。
根据 C++11 内存模型，这是未定义的行为，简单的解决方案是使用 std::atomic<T>
std::sig_atomic_t和 std::atomic<T>属于不同的联盟。在可移植代码中，一个不能被另一个替换，反之亦然。
两者唯一共享的属性是原子性(不可分割的操作)。这意味着对这些类型的对象的操作没有(可观察到的)中间状态，但这就是相似之处。
sig_atomic_t没有线程间属性。事实上，如果这种类型的对象被多个线程访问(修改)(如在您的示例代码中)，它在技术上是未定义的行为(数据竞争)；
因此，未定义线程间内存排序属性。
什么是 sig_atomic_t用于？
这种类型的对象可以在信号处理程序中使用，但前提是它被声明为volatile。 .原子性和volatile保证两件事:
例如:
volatile sig_atomic_t quit {0};
void sig_handler(int signo) // called upon arrival of a signal
{
quit = 1; // store value
}
void do_work()
{
while (!quit) // load value
{
...
}
}
虽然这段代码是单线程的，do_work可以被触发 sig_handler 的信号异步中断并自动更改 quit 的值.
没有 volatile ，编译器可能会“提升”来自 quit 的负载在 while 循环之外，使得 do_work 不可能观察 quit 的变化由信号引起。
为什么不能std::atomic<T>用作 std::sig_atomic_t 的替代品?
一般来说，std::atomic<T> template 是一种不同的类型，因为它被设计为由多个线程并发访问并提供线程间排序保证。
原子性在 CPU 级别并不总是可用(尤其是对于较大的类型 T )，因此实现可能使用内部锁来模拟原子行为。
是否std::atomic<T>使用特定类型的锁 T可通过成员函数 is_lock_free() 获得, 或类常量 is_always_lock_free (C++17)。
在信号处理程序中使用此类型的问题是 C++ 标准不保证 std::atomic<T>对任何类型都是无锁的T .只有std::atomic_flag有那个保证，但那是不同的类型。
想象一下上面的代码，其中 quit标志是 std::atomic<int>这恰好不是无锁的。有可能当do_work()加载值，
它在获取锁后但在释放锁之前被信号中断。
信号触发sig_handler()现在要将值存储到 quit通过获取相同的锁，该锁已被 do_work 获取，哎呀。这是未定义的行为，可能会导致死锁。
std::sig_atomic_t没有那个问题，因为它不使用锁定。所需要的只是一种在 CPU 级别和许多平台上不可分割的类型，它可以像这样简单:
typedef int sig_atomic_t;
底线是，使用 volatile std::sig_atomic_t对于单线程中的信号处理程序并使用 std::atomic<T>作为无数据争用类型，在多线程环境中。
关于c++ - 多线程程序中的 std::atomic<int> memory_order_relaxed VS volatile sig_atomic_t，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/56598970/
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