num+在“int num”中可以是原子的吗？一般情况下，int num, num++(或++num)，作为读-修改-写入操作，是非原子..但是我经常看到编译器，例如GCC，为它生成以下代码(试试这里):因为第5行对应于num++是一条指令，我们能得出结论吗num++ 是原子的在这种情况下？如果是这样的话，这是否意味着num++可以在并发(多线程)方案中使用，而不存在任何数据竞争的危险。(例如，我们不需要去做，std::atomic<int>加上相关的成本，因为它是原子的)？更新注意这个问题是不是否增量是原子(它不是，也是这个问题的开场白)。关键是它是否能，会，可以在特定情况下，即是否可以在某些情况下利用单指令性质来避免lock前缀。而且，正如公认的答案在关于单处理器计算机的一节中提到的，以及这个答案在评论和其他人的解释中，它可以(虽然没有使用C或C+)。
3 回答
一只斗牛犬
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.现在让我们启用优化：
f():
rep ret
好吧，让我们给它一个机会：
void f(int& num)
{
num = 0;
num++;
--num;
num += 6;
num -=5;
--num;
}
结果：
f(int&):
mov DWORD PTR [rdi], 0
ret
另一个观察线程(甚至忽略缓存同步延迟)没有机会观察单个更改。
与之相比：
#include <atomic>
void f(std::atomic<int>& num)
{
num = 0;
num++;
--num;
num += 6;
num -=5;
--num;
}
其结果是：
f(std::atomic<int>&):
mov DWORD PTR [rdi], 0
mfence
lock add DWORD PTR [rdi], 1
lock sub DWORD PTR [rdi], 1
lock add DWORD PTR [rdi], 6
lock sub DWORD PTR [rdi], 5
lock sub DWORD PTR [rdi], 1
ret
现在，每项修改都是：
在另一个线程中可以观察到，并且
尊重发生在其他线程中的类似修改。
原子性不只是在指令级，它涉及到从处理器到缓存，到内存和返回的整个管道。
进一步信息
的更新的优化效果std::atomicS.
c+标准具有“似乎”规则，允许编译器重新排序代码，甚至可以重写代码，条件是结果具有完全相同效果(包括副作用)，就好像它只是简单地执行了您的代码。
如果规则是保守的，特别涉及原子。
考虑：
void incdec(int& num) {
++num;
--num;
}
由于没有互斥锁、Atomics或任何其他影响线程间排序的构造，我认为编译器可以自由地将此函数重写为NOP，例如：
void incdec(int&) {
// nada
}
这是因为在c+内存模型中，不可能有另一个线程观察增量的结果。当然，如果num曾.volatile(可能会影响硬件行为)。但是在这种情况下，这个函数将是唯一修改这个内存的函数(否则程序是格式错误的)。
然而，这是一场不同的球赛：
void incdec(std::atomic<int>& num) {
++num;
--num;
}
num是原子。对它的改变必观察其他正在观察的线索。更改这些线程本身的值(例如在增量和减少之间将值设置为100)将对num的最终值产生非常深远的影响。
下面是一个演示：
#include <thread>
#include <atomic>
int main()
{
for (int iter = 0 ; iter < 20 ; ++iter)
{
std::atomic<int> num = { 0 };
std::thread t1([&] {
for (int i = 0 ; i < 10000000 ; ++i)
{
++num;
--num;
}
});
std::thread t2([&] {
for (int i = 0 ; i < 10000000 ; ++i)
{
num = 100;
}
});
t2.join();
t1.join();
std::cout << num << std::endl;
}
}
样本输出：
99
99
99
99
99
100
99
99
100
100
100
100
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99
100
100
99
BIG阳
TA贡献1859条经验 获得超6个赞
add DWORD PTR [rbp-4], 1
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