std::thread::join 是否保证写入可见性答案

【问题标题】：Does std::thread::join guarantee writes visibilitystd::thread::join 是否保证写入可见性
【发布时间】：2020-07-23 02:36:31
【问题描述】：

Std::thread::join 被称为“同步”加入的线程，但是同步并不能说明副作用的可见性，它只是控制可见性的顺序，即。在下面的例子中：

int g_i = 0;
int main()
{
  auto fn = [&] {g_i = 1;};
  std::thread t1(fn);
  t1.join();
  return g_i;
}

我们有c++ 标准中的任何保证该程序将始终返回 1 吗？

【问题讨论】：

@CodyGray 我不明白结束这个问题，是的，以前可能有人问过，但答案是“没关系，相信我”。我在这里想要的是一些 C++ 大师，他可以告诉我为什么这适用于一些参考/权威
您没有表明您已经阅读了其他答案或您之前做过任何研究。因此，我想你没有看到他们，他们会回答你的问题。如果您正在寻找更多的东西，您应该在问题中明确说明，不仅要清楚地证明它不是重复的，还要让人们可以相应地调整他们的答案。
无法回答已结束的问题，但答案是肯定的。 memory_order 中（模糊地）描述了它。虽然它似乎是在某些情况下对原子的描述（见下一条评论），但它也适用于同步的非原子。
来自draft 1) §33.3.2.5-4join() - [...]同步：this * 所代表的线程的完成与 (6.8.2 ) 对应的成功 join() return[...] 2) §6.8.2.1-(8.2) [...][注：关系“is dependency-ordered before”类似于“与同步”，但使用释放/消耗代替释放/获取。- 尾注][...] 3) §6.8.2.1-9 [...]评估 A 线程间如果 [...] (9.1)A 与 B 同步，或者 (9.2)A 在 B[...] 之前是依赖排序的，则在评估 B 之前发生
@user1810087 如果您想试一试，它已重新打开。

标签： c++ multithreading language-lawyer

【解决方案1】：

[thread.thread.member]:

void join();
效果：阻塞直到*this代表的线程完成。
同步：@代表的线程完成987654328@同步对应成功的join()返回。

由于线程执行完成与thread::join的返回同步，所以线程inter-thread happens before的完成返回：

评估A线程间发生在评估B if
— A 与 B
同步

因此happens before它：

求值 A 发生在求值 B 之前（或者，等效地，B 发生在 A 之后）如果:
— A 线程间发生在 B
之前

由于（线程间）发生在传递性之前（让我跳过复制粘贴线程间发生之前的整个定义以显示这一点），在线程完成之前发生的所有事情，包括值@987654331的写入@ 进入g_i，发生在从thread::join 返回之前。反过来，从thread::join 的返回发生在读取return g_i; 中g_i 的值之前，这仅仅是因为thread::join 的调用在return g_i; 之前排序。同样，使用传递性，我们确定非主线程中1 到g_i 的写入发生在主线程中return g_i; 中g_i 的读取之前。

相对于在return g_i; 中读取g_i，将1 写入g_i 是visible side effect：

相对于 M 的值计算 B 对标量对象或位域 M 的可见副作用 A 满足条件：
— A 发生在 B 和
之前 — X 对 M 没有其他副作用，因此 A 发生在 X 和 X 发生在 B 之前。
非原子标量对象或位域 M 的值，由评估 B 确定，应该是可见副作用A存储的值。

最后一句话的重点是我的，它保证从return g_i;中的g_i读取的值将是1。

【讨论】：

OP 反复说过类似的话：这如何保证它使“所有其他线程都可以看到所有副作用？”（即使“所有其他线程”实际上并没有在问题中提及） - 所以也许一个关于在join() 中同步的线程只有两个的注释会更容易接受答案。
@TedLyngmo 是的，我看到了那个评论，但我想我现在不会添加任何内容。
某些库调用与另一个线程执行的其他库调用同步。例如，原子存储释放与从存储（[atomics.order]）获取其值的加载获取同步。 [ 注意：除非在特定情况下，读取稍后的值不一定能确保可见性，如下所述。这样的要求有时会干扰有效的实施。 — 尾注 ]
@Salamander86 请参阅 this answer 解释注释的含义
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【解决方案2】：

t1.join() 在线程执行完成之前不会返回，因此从您的示例中，g_i 保证为 1

【讨论】：

但这忽略了问题..如何保证线程完成以使其写入对所有其他线程可见？