सी ++ 11 परमाणु मेमोरी ऑर्डर गैर-परमाणु चर के साथ

Question

मुझे इस बारे में अनिश्चितता है कि सी ++ 11 में परमाणु चर के मेमोरी ऑर्डरिंग की गारंटी कैसे अन्य मेमोरी पर परिचालन को प्रभावित करती है।

मान लें कि मेरे पास एक थ्रेड है जो आवधिक रूप से एक मूल्य को अद्यतन करने के लिए लेखन फ़ंक्शन को कॉल करता है, और दूसरा धागा जो वर्तमान मान प्राप्त करने के लिए पढ़ता है। क्या यह गारंटी है कि d = value; के प्रभाव a = version; के प्रभाव से पहले नहीं देखा जाएगा, और b = version; के प्रभाव से पहले देखा जाएगा?

atomic<int> a {0}; 
atomic<int> b {0}; 
double d; 

void write(int version, double value) { 
    a = version; 
    d = value; 
    b = version; 
} 

double read() { 
    int x,y; 
    double ret; 
    do { 
     x = b; 
     ret = d; 
     y = a; 
    } while (x != y); 
    return ret; 
} 

Answer 1

यह गारंटी है कि d = value; के प्रभाव a = version; के प्रभाव से पहले नहीं देखा जाएगा, और b = version; के प्रभाव से पहले देखा जाएगा है?

हाँ, यह है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अनुक्रमिक स्थिरता बाधाatomic<> चर पढ़ने या लिखने पर निहित है।

इसके बजाय मूल्य के संशोधन से पहले और इसके बाद दो परमाणु चर में version टैग भंडारण की, इससे पहले कि आप और संशोधन के बाद एकल परमाणु चर को बढ़ा सकते हैं:

atomic<int> a = {0}; 
double d; 

void write(double value) 
{ 
    a = a + 1; // 'a' become odd 
    d = value; //or other modification of protected value(s) 
    a = a + 1; // 'a' become even, but not equal to the one before modification 
} 

double read(void) 
{ 
    int x; 
    double ret; 
    do 
    { 
     x = a; 
     ret = value; // or other action with protected value(s) 
    } while((x & 2) || (x != a)); 
    return ret; 
} 

यह seqlock में के रूप में जाना जाता है लिनक्स कर्नेल: http://en.wikipedia.org/wiki/Seqlock

Answer 2

आपका वस्तु d लिखा गया है और दो धागे से पढ़ सकते हैं और यह परमाणु नहीं है है। के रूप में बहु सूत्रण पर सी ++ मानक में सुझाव यह असुरक्षित है:

1,10/4 दो अभिव्यक्ति मूल्यांकन संघर्ष करता है, तो उनमें से एक एक स्मृति स्थान को संशोधित करता है और अन्य एक तक पहुंचता है या एक ही स्मृति स्थान संशोधित करता है। यदि यह न तो अलग धागे में दो परस्पर विरोधी कार्रवाई, जो परमाणु नहीं है कम से कम एक में शामिल है, और अन्य से पहले होता है

1,10/21 एक कार्यक्रम के निष्पादन के एक डेटा दौड़ में शामिल है। ऐसे किसी भी डेटा रेस के परिणाम अपरिभाषित व्यवहार में परिणाम।

महत्वपूर्ण संपादित करें:

अपने गैर परमाणु मामले में, आप पढ़ने और लिखने के बीच आदेश के बारे में कोई गारंटी नहीं है। आपको यह भी गारंटी नहीं है कि पाठक लेखक द्वारा लिखे गए एक मूल्य को पढ़ेगा (यह short article explains the risk गैर-परमाणु चर के लिए)।

फिर भी, अपने पाठक का पाश आसपास के परमाणु चर, जिसके लिए वहाँ मजबूत की गारंटी देता है की एक परीक्षण के आधार पर खत्म। यह मानते हुए कि version कभी नहीं लेखक अलग कॉल के बीच दोहराता है, और उलटे क्रम है जिसमें आप उनके मूल्य प्राप्त दिया:

• d पढ़ने d लिखने की तुलना के आदेश दुर्भाग्यपूर्ण अगर दो एटोमिक्स बराबर हैं नहीं किया जा सकता ।
• इसी प्रकार, यदि दो परमाणु बराबर हैं तो पढ़ा गया मूल्य असंगत नहीं हो सकता है।

इसका मतलब है कि अपने गैर परमाणु, पाश करने के लिए धन्यवाद पर एक प्रतिकूल रेस स्थिति के मामले में, यदि आप अंतिम-अप करेंगे पिछले value पढ़ने।

Answer 3

नियम यह है कि, एक write धागा है कि एक बार कार्यान्वित करता है, और उस को संशोधित करता a, b या d और कुछ नहीं दिया,

• आप किसी भी समय एक अलग धागे से a और b पढ़ सकते हैं, और
• अगर आप b पढ़ सकते हैं और version में संग्रहीत देखते हैं, तो
  • आप d पढ़ सकते हैं; और
  • जो आप पढ़ते हैं वह value होगा।

ध्यान दें कि कि क्या दूसरे भाग सच है स्मृति आदेश पर निर्भर करता है; यह डिफ़ॉल्ट एक (memory_order_seq_cst) के साथ सच है।