并发：C++11内存模型用于多线程环境中共享变量

Question

如果一个全局变量在两个不同核心上的2个并发运行的线程之间共享，即使对共享变量的访问受到临界区的控制，仍有数据竞争或意外值的可能吗？我需要声明变量为原子（volatile）吗？每个核心可能在其缓存中具有共享变量的值，当一个线程在其缓存中写入其副本时，另一个不同核心上的线程在1号线程释放锁后可能从其缓存中读取旧值。编译器是否默认为由临界区或互斥锁控制的变量生成volatile读/写的代码？

- Abhijit-K

Answer 1

如果所有对共享变量的访问都由相同的互斥锁或关键部分保护，则即使线程在不同的核心上，也将避免数据竞争和该变量上出现意外值。互斥锁的锁定和解锁函数将包括必要的同步指令，以确保缓存在处理器核心之间正确同步。在锁定区域内，可以使用普通指令来访问共享变量。

除非您打算在没有互斥锁保护的情况下访问它们，否则无需将共享变量声明为原子变量。

- Anthony Williams

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感谢您的清晰解释。在阅读编译器优化和新的内存模型的故事后，我只是想确认一下。还有一个问题，如果我移除关键部分，并将共享变量声明为原子的，因为我只关注读取正确、有效的值。即使使用原子声明，是否仍有可能存在其他线程读取陈旧（但有效）的值？或者编译器会执行强制的内存排序以从另一个缓存中读取最新的值（即易失性读取）？ - Abhijit-K

@AbhijitKadam，这实际上是一个全新的问题。使用原子操作的过期值和同步关系比互斥锁要复杂一些。 - edA-qa mort-ora-y

这是一个复杂的问题。是的，有可能读取过时的值，但默认情况下有一个原子访问的单一总顺序，所以这不应该成为问题。顺便说一句，volatile访问与原子操作完全独立，不影响内存排序。如果您想了解原子操作，请发布一个新问题。 - Anthony Williams

@Anthony，又创建了一个。等待您的专业意见 https://dev59.com/qWoy5IYBdhLWcg3wCpkz - Abhijit-K