C 11 中的原子變數可以防止多執行緒環境中的過時讀取嗎？

併發：C 11 記憶體模型中的原子性和易失性

問題：

問題：

在具有共享全域變數的多執行緒環境，一個執行緒是否可以從原子中讀取過時的值多變的？原子類型和易失性類型在確保資料完整性方面有何不同？

答案：

Volatile 與 Atomic

Volatile 確實不保證原子存取。其主要用途是記憶體映射 I/O 和訊號處理。將 volatile 與 std::atomic 結合使用是多餘的。

原子變數的記憶體排序

• 原子變數的可見性取決於所使用的記憶體排序參數。
• std::memory_order_seq_cst:為所有變數的所有操作提供全域順序，確保值在「合理的時間段」內可見。但是，仍可能傳回過時的值。

std::memory_order_relaxed:寬鬆的記憶體排序，其中執行緒可能無法就操作順序達成一致，從而導致結果不一致。

確保資料完整性

為了確保資料完整性，應使用讀取-修改-寫入（RMW）操作，例如交換（）和fetch_add（ ）。這些操作始終對「最新」值進行操作，從而消除了過時值的風險。

• 其他注意事項
• RMW 操作不會強制執行較早的更改可見速度更快。

效能可能會因 CPU 儲存緩衝、實體 CPU 距離和快取一致性而異協定。 使用原子操作很複雜，需要仔細的程式碼設計和對背景材料的理解。在更簡單的情況下，鎖可能是更實用的選擇。

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