C では整数の読み取りと書き込みはアトミックですか?

C でのアトミックな読み取りと書き込み : 徹底した探索

マルチスレッド アプリケーションを扱う場合、共有データの整合性を確保することが重要です。 C では、この懸念は基本的なデータ型整数 (int) にまで及びます。 C では int アトミックの読み取りと書き込みは可能ですか?

アトミック性について

コンピューター アーキテクチャでは、アトミック性とは操作の不可分性を指します。操作がアトミックであるとみなされるには、他の操作によって中断されることなく完了する必要があります。この保証により、関連するデータの正確性と一貫性が保証されます。

マルチバイト値のパズル

整数のコンテキストでは、アトミック性が課題になります。整数はマルチバイト値であるという事実。これは、int の読み取りまたは書き込みには複数ビットのデータへのアクセスが含まれることを意味します。この問題は、このアクセスが操作中に中断された場合に発生し、誤った値の読み取りまたは書き込みが行われる可能性があります。

さまざまなプラットフォームの動作

int アクセスのアトミック性により、特定のハードウェア アーキテクチャによって異なります。たとえば、IA32 システムでは、正しくアライメントされた int の読み取りまたは書き込みはアトミックです。ただし、整列されていないアクセスや複数のキャッシュ ラインにまたがるアクセスは、アトミックであることが保証されない場合があります。

マルチスレッド コードへの影響

int の読み取りまたは書き込みがアトミックでない場合、マルチスレッド環境でのデータ破損を防ぐために、同期メカニズムを採用する必要があります。これを行わないと、スレッドが一貫性​​のない値を読み書きするシナリオが発生し、プログラムの動作が正しくなくなる可能性があります。

結論

C における int アクセスのアトミック性は、 CPU アーキテクチャ、アライメント、キャッシュなどのさまざまな要因に依存する複雑な問題です。一部のプラットフォームではアトミック性が保証されていますが、他のプラットフォームでは、マルチスレッド プログラムでのデータの整合性を確保するために、同期技術​​を慎重に検討して実装する必要があります。これらのニュアンスを理解することは、C で安全で効率的なコードを記述するために不可欠です。

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