Löst das Multithread-Modell von C 11 Optimierungsprobleme mit flüchtigen Variablen?

Volatil in C 11

Der C 11-Standard führte ein Multithread-Maschinenmodell ein, was Fragen zu dessen Auswirkungen auf die Variablenoptimierung aufwirft. Insbesondere wird das klassische Beispiel für optimierte Lesevorgänge aus statischen Variablen (z. B. static int x; void func() { x = 0; while (x == 0) {} }) in Frage gestellt.

Beseitigt das Multithread-Modell Optimierungsprobleme?

Entgegen den Erwartungen garantiert das C 11-Speichermodell keine Lösung für dieses Problem. Während das Multithread-Modell die Möglichkeit variabler Änderungen erkennt, geht es nicht von atomaren Operationen aus und berücksichtigt auch kein Threading-Verhalten.

Die Rolle von Volatile

Volatile geht nicht darauf ein Einfädelverhalten; Vielmehr verhindert es die Optimierung des Speicherlesens. Dies gewährleistet jedoch nicht die Multithread-Korrektheit. CPU-Caches und Speicherzugriffssynchronisierung erfordern Speicherbarrieren, die volatile nicht bietet.

Undefiniertes Verhalten beim Multithread-Zugriff

Ohne geeignete Synchronisierungsmechanismen (z. B. Mutexe, atomare Variablen), nicht-atomarer Speicherzugriff (wie im Beispielcode) führt zu undefiniertem Verhalten in C 11. Beide Threads müssen zusammenarbeiten, um die Speicherintegrität sicherzustellen.

Synchronisation und Speicherintegrität

Das C 11-Speichermodell definiert spezifische Vorgänge, die die Sichtbarkeit von Schreibvorgängen in einem Thread für andere Threads auslösen. Die Synchronisierung durch Sperren oder Sortieren stellt die Speicherintegrität sicher.

Beispielanalyse

Im bereitgestellten Beispiel gibt es keine Synchronisierung oder Abhängigkeitsreihenfolge, was zu einem Datenwettlauf und undefiniertem Verhalten führt .

Fazit

Das Multithread-Modell in C 11 macht atomare Operationen oder Synchronisierung für Multithread-Korrektheit nicht überflüssig. Volatile allein garantiert keine Multithread-Sicherheit; es verhindert lediglich die Optimierung des Speicherlesens. Die ordnungsgemäße Verwendung von Synchronisierungsmechanismen bleibt für zuverlässige Multithread-Anwendungen unerlässlich.

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