Thread sanitizer 对“函数竞赛”给出了假阴性答案

【问题标题】：Thread sanitizer gives false negative for "function race"Thread sanitizer 对“函数竞赛”给出了假阴性
【发布时间】：2018-09-02 03:48:21
【问题描述】：

考虑以下代码：

#include <atomic>
#include <iostream>
#include <thread>

std::atomic<int> x, y;
std::atomic<int> r1, r2;

void f()
{
  r1 = y.load();
  x = r1.load();
}

void g()
{
  r2 = x.load();
  y = 42;
}

int main()
{
  x = 0;
  y = 0;
  r1 = 0;
  r2 = 0;

  std::thread t1(f);
  std::thread t2(g);

  t1.join();
  t2.join();

  std::cout << r1 << " " << r2 << std::endl;
}

如果我使用compilers/linux-x86_64-2.10.1/gnu7.1.0/bin/g++ -fsanitize=thread -O3 -std=c++11 main.cpp -o a.out 编译此代码，TSan 不会提供任何警告和/或线程错误。
但是，允许此代码生成42 0 和0 0 作为输出。
- 如果g() 在f() 开始之前执行，那么r1 = y.load() 的值为42
- 如果在f() 开始之前未执行g()，则r1 = y.load() 的值为0。
这是我应该期待TSan 捕捉到的东西，还是我的期望在这里完全错误？
- 如果我的预期是错误的，可以做些什么（除了代码检查，这对于较大的代码库来说可能非常困难）来发现这样的错误？
- 如果应该抛出一些错误，是否有一些我可能遗漏的特定选项（我正在使用文档here 中指定的所有默认值）？

【问题讨论】：

你想要输出哪个？
@Jarod42：对于这种特殊情况，我并不特别关心特定的输出，我只想要Tsan（作为 Clang 的一部分提供的第三方库，并且被反向移植到GCC) 以提供指示潜在线程问题的错误消息。
开放式问题：std::atomic<T> 确保读/写T 是原子的。是否允许编译器重新排序 f() 和 g() 的语句，因为它们不相互依赖？（所有变量都是42）
来自github.com/google/sanitizers/wiki/ThreadSanitizerCppManual: "ThreadSanitizer (aka TSan) 是 C/C++ 的数据竞争检测器。" 这里没有数据竞争，绝不可能您的一个变量可以同时被两个线程访问。如果要确保操作顺序，请使用std::memory_order。

标签： c++ thread-sanitizer

【解决方案1】：

来自clang's documentation

ThreadSanitizer 是一种检测数据竞争的工具

您没有数据竞争，因为您的所有变量都是原子的，因此无需报告。

【讨论】：

@Holt：这是数据竞争，而不是竞争条件。两者是不同的，请参阅，例如，here
@R_Kapp 该工具只检测数据竞争，而不是竞争条件。
@R_Kapp ThreadSanitizer 只检测数据竞争，而不是一般竞争条件。您是对的，两者是不同的，但您也误解了 ThreadSanitizer 的作用范围。
@AlexanderHuszagh：很公平。我不知道我从哪里知道它当时也有比赛条件......可能只是一厢情愿。
稍微澄清一下：C++ 语言定义使用术语“数据竞争”；这意味着两个或多个线程可以同时访问同一个存储区域，并且至少其中一个会修改它。 std::atomic 防止同时访问，因此没有标准定义的“数据竞争”。这并不能保证程序的行为是完全确定的。