C++ 并发写入 bool 数组(不是 std::vector)

Question

我正在使用 C++11，并且我知道并发写入 std::vector<bool> someArray由于 std::vector 的特殊化，它们不是线程安全的对于 bool 值。

我试图找出是否写入 bool someArray[2048]有同样的问题:

• 假设 someArray 中的所有条目最初设置为false。
• 假设我有一堆线程在 someArray. 中的不同索引处写入事实上，这些线程仅设置从 false 到 true 的不同数组条目。
• 假设我有一个读取器线程，它在某个时刻获取锁，从而触发内存栅栏操作。

问:读者会看到对 someArray 的所有写入吗？在获取锁之前发生了什么？

谢谢!

Answer 1

您应该使用std::array<bool, 2048> someArray ，不是bool someArray[2048]; 。如果您使用 C++11，您将希望尽可能地现代化您的代码。

std::array<bool, N>与 std::vector<bool> 的特化方式不同是的，所以在原始安全方面不存在任何问题。

至于你的实际问题:

Will the reader see all the writes to someArray that occurred before the lock was acquired?

仅当数组的写入者也与锁进行交互时，要么在完成写入时释放锁，要么更新与读取器随后同步的锁关联的值和。如果写入者从不与锁交互，则读取器将检索的数据是未定义的。

您还需要记住一件事:虽然让多个线程写入同一个数组并不不安全，只要它们都写入唯一的内存地址，与缓存的交互可能会大大减慢写入速度。例如:

void func_a() {
    std::array<bool, 2048> someArray{};
    for(int i = 0; i < 8; i++) {
        std::thread writer([i, &someArray]{
            for(size_t index = i * 256; index < (i+1) * 256; index++) 
                someArray[index] = true;
            //Some kind of synchronization mechanism you need to work out yourself
        });
        writer.detach();
    }
}

void func_b() {
    std::array<bool, 2048> someArray{};
    for(int i = 0; i < 8; i++) {
        std::thread writer([i, &someArray]{
            for(size_t index = i; index < 2048; index += 8) 
                someArray[index] = true;
            //Some kind of synchronization mechanism you need to work out yourself
        });
        writer.detach();
    }
}

详细信息将根据底层硬件的不同而有所不同，但在几乎所有情况下，func_a将比 func_b 快几个数量级，至少对于足够大的数组大小(选择 2048 作为示例，但它可能不能代表实际的底层性能差异)。两个函数应该具有相同的结果，但其中一个函数将比另一个函数快得多。