以原子方式读取非原子变量？答案

【问题标题】：Read a non-atomic variable, atomically?以原子方式读取非原子变量？
【发布时间】：2015-08-13 09:30:44
【问题描述】：

我有一个非原子的 62 位双精度数，它在一个线程中定期递增。这种访问不需要是原子的。然而，这个变量偶尔会被另一个线程读取（而不是写入）。如果我在 64 位边界上对齐变量，则读取是原子的。

但是，有什么方法可以确保在增量过程中不会中途读取变量？我可以调用一个 CPU 指令来序列化管道吗？内存屏障？

我曾想过在我的关键线程中声明变量 atomic 并使用 std::memory_order::memory_order_relaxed（并在稀有线程中使用更严格的内存屏障），但它似乎同样昂贵。

【问题讨论】：

使用<atomic> 设施。其他任何事情都会导致未定义的行为。如果您知道对齐的 64 位读取是原子的，那么您可能也可以相信您的编译器也知道这一点。
@Kerrek SB：你是对的（尽管库编写者在多线程方面出了名的糟糕，但他们终于赶上了）。但是，在使用时，需要了解“幕后”发生的事情，否则性能损失可能会很大。 harold 的回答可能被视为为什么在使用原子时某些事情会更快的解释（例如，我希望由于这个事实，许多平台上的良好实现将使 store(load( )+1) 比原子增量快一个数量级，尽管它确实有不同的语义并且并不总是合适的）。

【解决方案1】：

由于您标记了 x86，这将是特定于 x86 的。

增量本质上是三个部分，读、加、写。增量不是原子的，但是只要变量不越过缓存线边界，它的所有三个步骤（我想添加不算，反正它是不可观察的）它的所有三个步骤（这个条件比必须对齐弱）到它的自然对齐，从 P6 开始就是这样，在四字必须对齐之前）。

所以您已经无法读取撕裂的值。您可以做的最糟糕的事情是在读取变量和写入新值之间覆盖变量，但您只是在读取它。

【讨论】：

对。此外，大多数其他平台（至少那些符合 RMO、PSO 和 TSO 内存模型的平台，以及所有单核单插槽 CPU/MCU）都具有一些读写的特性。固有的原子提供的正确对齐（唯一的区别是原子操作数的最大大小）。 Power 和 ARM可能是个例外。
这就是我的结论。只要我将双精度对齐到 64 位，读取它应该是原子的。