使用 pthread 避免布尔变量的数据竞争答案

【问题标题】：Avoiding data race of boolean variables with pthreads使用 pthread 避免布尔变量的数据竞争
【发布时间】：2014-02-24 08:59:14
【问题描述】：

在我的代码中，我有以下结构：

父线程

somedatatype thread1_continue, thread2_continue; // Does bool guarantee no data race?

线程 1：

while (thread1_continue) {
  // Do some work
}

线程 2：

while (thread2_continue) {
  // Do some work
}

所以我想知道哪种数据类型应该是 thread1_continue 或 thread2_continue 以避免数据竞争。如果 pthread 中有任何数据类型或技术可以解决这个问题。

【问题讨论】：

std::atomic<bool> 使用 C++11。
std::atomic<bool> 怎么样？

标签： c++ multithreading parallel-processing synchronization pthreads

【解决方案1】：

没有内置的基本 type 可以保证线程安全，无论线程多小。即使您正在使用bool 或unsigned char，也不能保证读取和写入都是原子的。换句话说：如果更多线程独立地使用相同的内存，则一个线程可能仅部分覆盖该内存，而另一个线程读取垃圾值〜在这种情况下，行为未定义 .

您可以使用mutex 用lock 和unlock 调用来包装临界区，以确保互斥 - 只有 1 个线程能够执行该代码。对于更复杂的同步，有信号量、条件变量甚至描述如何使用这些（电灯开关、turniket 等）。多研究这些，一些简单的例子可以找到here :)

请注意，可能有一些更复杂的类型/包装器可以包装对象被访问的方式 - 例如 C++11 中的 std::atomic 模板，它什么都不做，只是在内部为您处理同步，以便您不需要明确地这样做。使用std::atomic 可以保证：“如果一个线程写入原子对象，而另一个线程从它读取，则行为是明确定义的”。

【讨论】：

【解决方案2】：

对于布尔值（和其他），请务必避免

thread 1 loop
{
  do actions1;
  myFlag = true;
  do more1;
}

thread 2 loop
{
  do actions2;
  if (myFlag)
  {
    myFlag = false;
    do flagged actions;
  }
  do more2;
}

这几乎总是有效，直到 myBool 由 thread1 设置，而 thread2 处于检查和重置 myBool 之间。有一些依赖于 CPU 的原语来处理测试和设置，但正常的解决方案是在访问共享资源时锁定，甚至是布尔值。

【讨论】：