指针写入不是原子的最常见配置是什么？答案

【问题标题】：What are the most common configurations where pointer writes are not atomic?指针写入不是原子的最常见配置是什么？
【发布时间】：2011-01-20 10:47:22
【问题描述】：

我对多线程感兴趣。该领域有很多陷阱，例如，不能保证指针写入是原子的。我明白了，但想知道实际情况下最流行的当前配置是什么？例如，在我的 Macbook Pro/gcc 上，指针写入肯定是原子的。

【问题讨论】：

如果指针存储在未对齐的内存位置（这样它的值可能存储在两个不同的缓存行中？
@jdv：这不太可能是偶然发生的。所以我对这种情况不感兴趣。
即使它们是原子的，您也会遇到可见性问题 - 除非得到照顾，否则该指针可能存储在寄存器中而从未写入内存 - 或者内存写入可能是重新排序，当你认为它根据你的代码发生时不会发生

标签： c++ c multithreading atomic

【解决方案1】：

这主要是指针宽度大于 CPU 架构宽度的 CPU 架构的问题。例如，在ATmega CPU（一个 8 位架构）上，地址空间是 16 位。如果没有任何特定指令来加载和存储 16 位地址，则至少需要两条指令来加载/存储指针值。

【讨论】：

是的，我知道 - 现在对桌面/服务器架构更感兴趣，但这是一个很好的答案。

【解决方案2】：

见here。

【讨论】：

这会更好作为对问题的评论（也许是作为重复关闭的建议）

【解决方案3】：

正如 Daniel 所说，几乎每个架构都会受到影响。除非强制执行内存对齐，否则每次写入都可能导致多个操作，但如果地址总线小于数据总线，这也会失败。因此，您很可能需要使用锁定机制编写代码。这无论如何都是一个好主意，因为您可能希望您的代码是可移植的。对于一些非常特殊的架构，这些锁定函数只是空的。

【讨论】：

你知道除 ATmega 之外的其他平台吗？
根据我的经验，在这种情况下，“非常特殊的架构”会转化为“大多数架构”。

【解决方案4】：

在使用分段地址空间的平台（如 MS-DOS 或 Win 3.x）上，指针可能不是原子类型。但我不知道有任何现代桌面/服务器平台使用这种架构（至少在平台级别）。

但是，即使从 C 编译器的角度来看，写入是原子性的，也可能存在其他问题，即使在现代桌面/服务器系统上，尤其是在处理多核/多处理器系统时（缓存、内存处理器在较低级别完成的访问重新排序）。平台提供的“原子”API 使用内存屏障（如果需要）来处理这些问题，因此在尝试确保内存访问是原子的时，您仍然应该使用这些 API。

【讨论】：