multithreading - 原子读取的用例是什么

Question

我理解原子读取序列化由多个线程执行的读取操作。

我不明白的是用例是什么？

更有趣的是，我发现了一些原子读取的实现

static inline int32_t ASMAtomicRead32(volatile int32_t *pi32)
{
    return *pi32;
}

与常规读取的唯一区别是 volatile 。是不是说原子读和volatile读一样？

Answer 1

I understand that atomic read serializes the read operations that performed by multiple threads.

这是相当错误的。如果没有存储不同值的写入，如何确保读取顺序？即使您既有读写操作，也不一定要序列化，除非正确的内存语义与读写操作结合使用，例如“随发布存储”和“随获取加载”。在您的特定示例中，内存语义是放松的。尽管在 x86 上，可以为每个加载暗示 acquire 语义，为每个存储暗示 release(除非使用非临时存储)。

What I don't understand is what is the use case?

原子读取必须确保一次读取数据，并且没有其他线程可以在其间存储部分数据。因此，它通常确保原子变量的对齐(因为对齐机器字的读取是原子的)或使用更繁重的指令来解决非对齐情况。最后，它确保读取不会被编译器优化掉，也不会在该线程中的其他操作中重新排序(根据内存语义)。

Does it mean that atomic read is the same as volatile read?

简而言之，volatile 并非旨在用于此类用例，但有时在满足其他要求时也可能被滥用。对于你的例子，我的分析如下:

1. int32_t 可能是一个或更少的机器字 - 好的。
2. 通常，所有内容都至少对齐 4 字节边界，但在您的示例中不能保证
3. volatile 确保读取不会被优化掉
4. 不能保证它不会被处理器(x86 正常)或编译器(坏)重新排序

请引用Arch's blog和 Concurrency: Atomic and volatile in C++11 memory model了解详情。