c++ - 我可以在单读/单写队列中用 volatile 替换原子吗？

Question

让我们考虑以下用链表实现的单读/单写队列。

struct queue {
  queue() {
    tail = head = &reserved;
    n = 0;
  }
  void push(item *it) {
     tail->next = it;
     tail = it;
     n++;
  }
  item* pop() {
     while (n == used);
     ++used;
     head = head->next;
     return head;
  }

  item reserved;
  item *tail, *head;

  int used = 0;
  std::atomic <int> n;
}

现在我发现使用 volatile int n可以让我的作家跑得更快，虽然我不确定它是否能保证 head = head->next始终可以读取正确的值。

更新:如果在 tail->next 之间添加原子操作会怎样, n++ ， IE。，

void push(item *it) {
   tail->next = it;
   tail = it;
   a.store(0, std::memory_order_release);
   a.load(std::memory_order_acquire);
   n++;
}

其中a永远不会被读者访问？这会保证tail->next = it的顺序吗？和 head = head->next ? (不过，它比使用原子 n 运行得更快)

Answer 1

volatile C++ 中的关键字不是一种结构，可以保证变量读/写在多线程环境中按照代码中的顺序排列。所以，在你的代码中，原子模板包装的计数器被 volatile 暴露了出来。仅关键字，消费者线程观察到的计数器的增加并不能保证 item::next也已更新。

为了在保证的情况下实现最大性能，我认为至少您必须在更新 head->next 之间插入一个写屏障。以及到柜台的增量，例如来自 n.fetch_add(1, std::memory_order_release) ，以及在获取 tail->next 之前的读取屏障, 喜欢 n.load(std::memory_order_acquire) .不过，我不知道 CPU-arch 的具体细节。