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[老问题]++i原子性 [复制链接]

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发表于 2010-09-30 14:05 |显示全部楼层
最早了解到的信息是++i是原子操作,之后了解到的是当i是地址对齐(怎样的对齐?)时++i是原子操作。
这两天测试发现并非如此,至少在多线程、共享内存的多进程里不是如此(多核机器)。
哪位能给一些更精确的说法吗?谢谢。

下面给个多线程的例子:
  1. #include <pthread.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <unistd.h>

  4. int n = 0;
  5. void *plusplus(void *p);

  6. int main()
  7. {
  8.         int i;
  9.         pthread_attr_t attr;
  10.         pthread_t tid;

  11.         pthread_attr_init(&attr);
  12.         pthread_attr_setdetachstate(&attr,PTHREAD_CREATE_DETACHED);

  13.         for(i = 0;i < 4;i++)
  14.         {
  15.                 pthread_create(&tid, &attr, plusplus, NULL);
  16.         }

  17.         sleep(4);
  18.         printf("%d\n",n);
  19. }

  20. void *plusplus(void *p)
  21. {
  22.         int i;

  23.         for(i = 0;i < 2000000;i++)
  24.         {
  25.                 if(i % 500000 == 0) printf("%d\n",i);
  26.                 ++n;
  27.                 --n;
  28.                 ++n;
  29.         }
  30. }
复制代码
输出:
0
0
0
0
500000
500000
1000000
500000
500000
1000000
1000000
1000000
1500000
1500000
1500000
1500000
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多核问题?
给n加volatile限定也没用,volatile对多线程不起作用。只能加锁?
期待完美解答。

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荣誉版主
日期:2011-11-23 16:44:17
发表于 2010-09-30 14:29 |显示全部楼层
》》if(i % 500000 == 0) printf("%d\n",i);
执行if语句是i%500000为真,
执行printf语句时,还一定为真吗?
你这个是互斥访问,而不是什么原子性。

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发表于 2010-09-30 14:48 |显示全部楼层
》》if(i % 500000 == 0) printf("%d\n",i);
执行if语句是i%500000为真,
执行printf语句时,还一定为真吗 ...
lenovo 发表于 2010-09-30 14:29



这个没关系的,printf只是用来做个标记,看看几个线程是否在并行运行而已。
把printf注释掉,结果仍然不准确。可以试试。

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发表于 2010-09-30 14:55 |显示全部楼层
volatile对多线程不起作用????

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发表于 2010-09-30 15:04 |显示全部楼层
不起作用。需要加锁。用汇编吧。

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荣誉版主
日期:2011-11-23 16:44:17
发表于 2010-09-30 15:07 |显示全部楼层
这个没关系的,printf只是用来做个标记,看看几个线程是否在并行运行而已。
把printf注释掉,结果仍 ...
krrping 发表于 2010-09-30 14:48



》》    把printf注释掉,结果仍然不准确。
你说的结果到底是啥结果?
我有点糊涂。

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发表于 2010-09-30 15:42 |显示全部楼层
本来就不是原子操作把,
内存到寄存器
寄存器自增
写回内存
这三个阶段中间都可以被中断分离开.

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发表于 2010-09-30 15:46 |显示全部楼层
[i=s] 本帖最后由 w_anthony 于 2010-09-30 15:51 编辑 [/i]

++i首先要看编译器是怎么编译的,某些编译器比如VC在非优化版本中会编译为以下汇编代码:
__asm
{
        mov eax,  dword ptr[i]
        inc eax
        mov dword ptr[i], eax
}
这种情况下,必定不是原子操作,不加锁互斥是不行的。
假设加了优化参数,那么是否一定会编译为“inc dword ptr[i]”呢?答案是否定的,这要看编译器心情,如果++i的结果还要被使用的话,那么一定不会被编译为“inc dword ptr[i]”的形式。
那么假设如果编译成了“inc dword ptr[i]”,这是原子操作,是否就不需要加锁了呢?如果在单核机器上,不加锁不会有问题,但到了多核机器上,这个不加锁同样会带来严重后果,两个CPU可以同时执行inc指令,但是两个执行以后,却可能出现只自加了一次。
真正可以确保不“额外”加锁的汇编指令是“lock inc dword ptr[i]”,lock前缀可以暂时锁住总线,这时候其他CPU是无法访问相应数据的。但是目前没有任何一个编译器会将++int编译为这种形式。

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发表于 2010-09-30 16:55 |显示全部楼层
多谢几位解答,后面那个很详细很专业。一直听说&觉得++i是原子的,原来误会这么些年~

》》    把printf注释掉,结果仍然不准确。
你说的结果到底是啥结果?
我有点糊涂。
lenovo 发表于 2010-09-30 15:07


程序用多线程测++i是否是原子的,4个线程各对全局变量n做2百万次++操作,并行进行,输出的红色数字是最终的n值。如果++i是原子的话,红色数字应该是8百万。

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发表于 2010-09-30 18:05 |显示全部楼层
++i首先要看编译器是怎么编译的,某些编译器比如VC在非优化版本中会编译为以下汇编代码:
__asm
{
      ...
w_anthony 发表于 2010-09-30 15:46


这个解释的很全面,学习一下.
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