원자적 읽기-수정-쓰기는 단일 원자적 작업인가요, 아니면 분리 가능한 작업인가요?

원자적 읽기-수정-쓰기는 원자적 작업인가요, 아니면 분리 가능한 작업인가요?

원자적 읽기-수정-쓰기(RMW) 작업입니다. x.exchange()는 메모리 위치를 읽고 쓰는 원자적 작업이며 읽기 및 쓰기 작업이 순서대로 실행되도록 합니다. 그러나 이러한 작업이 단일 원자 작업으로 간주되는지 아니면 획득 로드와 릴리스 저장소의 조합으로 간주되는지는 명시적으로 정의되지 않습니다.

표준의 관점

에서 C 표준의 관점에서 RMW 작업은 단일 작업으로 간주됩니다. 이는 단일 이름(RMW)을 가지며 표준에서 단일 작업으로 참조된다는 사실에서 분명합니다. 예를 들어 [N4860](https://isocpp.org/files/papers/n4860.pdf)(Draft Working Paper std::memory_order)에는 다음과 같이 명시되어 있습니다.

"이를 사용한 읽기-수정-쓰기 작업 메모리 순서는 획득 작업과 해제 작업 모두입니다. 현재 스레드의 메모리 읽기 또는 쓰기는 이 이전이나 이후에 재정렬될 수 없습니다. store."

원자적 연산과 분리 가능한 연산

원자적 연산과 분리 가능한 연산의 구별은 다른 연산이 이들과 상호 작용하는 방식을 결정하므로 중요합니다. RMW 작업이 원자성으로 처리되면 다른 메모리 액세스와 관련하여 재정렬될 수 없음을 의미합니다. 그러나 분리 가능한 것으로 처리되면 작업의 로드 구성 요소와 저장 구성 요소 간에 재정렬 가능성이 열립니다.

예제 코드

다음 코드 예를 고려하세요. x.exchange() 및 y.store()를 사용하여 두 개의 원자 변수 x 및 y.store()의 값을 설정합니다. y.

std::atomic<int> x, y;

void thread_A() {
    x.exchange(1, std::memory_order_acq_rel);
    y.store(1, std::memory_order_relaxed);
}

void thread_B() {
    int yy = y.load(std::memory_order_acquire);
    int xx = x.load(std::memory_order_acquire);
    std::cout << xx << ", " << yy << std::endl;
}

x.exchange()가 단일 원자 연산으로 처리되는 경우 이는 작업의 로드 및 저장 구성 요소를 재정렬할 수 없음을 의미합니다. 따라서 스레드 B는 항상 x와 y의 값이 둘 다 1이거나 둘 다 0인 것을 관찰합니다.

그러나 x.exchange()가 분리 가능한 것으로 처리되면 로드 및 저장이 발생할 가능성이 열려 있습니다. 작업의 구성 요소를 다시 정렬할 수 있습니다. 이 경우 스레드 B는 잠재적으로 x와 y의 값이 0, 1인 것을 관찰할 수 있습니다. x의 로드가 y에 저장되기 전에 재정렬될 수 있기 때문입니다.

컴파일러 구현 및 표준 해석

표준 관점에서 볼 때 Thread B는 0, 1을 관찰하면 안 되는 것처럼 보입니다. 그러나 ARM64 구현은 코드에서는 RMW 연산이 분리 가능한 것으로 처리되어 로드 구성요소와 저장 구성요소 간의 재정렬이 가능함을 시사합니다.

이러한 명백한 불일치는 cppreference 인용이 잘못된 것인지 아니면 단순히 표준에 대한 오해인지에 대한 의문을 제기합니다. cppreference 인용문이 완벽하게 정확하지 않을 수도 있지만 RMW 작업을 단일 원자 작업으로 처리하는 표준의 일반적인 처리 방식과 일치합니다.

표준이 RMW 작업의 동작을 명시적으로 정의하지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 모든 상황. 특히 동기화-관계가 RMW 작업에 적용되는 방법에 대한 명확한 지침을 제공하지 않습니다. 따라서 RMW 운영에 대해서는 다양한 해석과 구현의 여지가 있을 수 있습니다.

위 내용은 원자적 읽기-수정-쓰기는 단일 원자적 작업인가요, 아니면 분리 가능한 작업인가요?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!