C++ 并发编程系列笔记，ch5笔记
C++ 并发笔记
Created 2021.02.05 by William Yu; Last modified: 2022.09.16-v1.1.0
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Chapter Five: 内存模型与原子操作
References
- https://www.kancloud.cn/jxm_zn/cpp_concurrency_in_action/264956
5.0 Concepts
-
内存模型
-
原子类型
-
原子操作
5.1 内存模型
5.1.1 对象的存储形式
- 每一个变量都是一个对象，包括成员变量的对象
- 每个对象至少占有一个内存位置
- 基本类型都有确定的内存位置
- 相邻位域是相同内存中的一部分
5.1.2 考虑并发
- 所有东西都在内存中。
- 当两个线程访问不同(separate)的内存位置时，不会存在任何问题，一切都工作顺利。
- 而当两个线程访问同一(same)个内存位置，你就要小心了。
- 如果没有线程更新内存位置上的数据，那还好；只读数据不需要保护或同步。
- 当有线程对内存位置上的数据进行修改，那就有可能会产生条件竞争，
5.2 原子操作与原子类型
5.1.1 原子操作
- 原子操作：一类不可分割的操作，
- 当这样操作在任意线程中进行一半的时候，你是不能查看的
- 它的状态要不就是完成，要不就是未完成
- 注意：加锁不加锁的前提是看能不能cpu一条指令读取到
- CPU 同内存交换数据的最小内存单位为4字节
- 因此小于 4 字节的无需加锁， 如 int, char。
- 而大于4 字节的, 如 double, 64位的 long 需要加锁。
- 以上只是对其读写不需加锁, 对 i++ 这类组合操作,仍需加锁。
- 非原子操作：
- 可能会被视为由一个线程完成一半的操作
- 如果这种是一个存储操作，那么其他线程看到的，可能既不是存储前的值，也可能不是已存储的值
5.2.2 原子类型
头文件
1
#include <atomic>
类型
| 原子类型 | 相关特化类 |
|---|---|
| atomic_bool | std::atomic |
| atomic_char | std::atomic |
| atomic_schar | std::atomic |
| atomic_uchar | std::atomic |
| atomic_int | std::atomic |
| atomic_uint | std::atomic |
| atomic_short | std::atomic |
| atomic_ushort | std::atomic |
| atomic_long | std::atomic |
| atomic_ulong | std::atomic |
| atomic_llong | std::atomic |
| atomic_ullong | std::atomic |
| atomic_char16_t | std::atomic |
| atomic_char32_t | std::atomic |
| atomic_wchar_t | std::atomic |
使用
1
std::atomic_int times_ = {0}; // 初始化时使用{}
使用时不用考虑锁，直接当做正常变量使用即可。
5.3 栅栏
// todo(congyu)
参 https://www.kancloud.cn/jxm_zn/cpp_concurrency_in_action/264956#51__12 5.3小节
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