保证C中的良性竞争条件

3 回答

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  数据争用的问题不在于，您可以在计算机级别读取错误的值 . 数据竞争的问题在于，编译器和处理器都对代码执行了大量优化 . 为了确保在存在多个线程时这些优化是正确的，它们需要有关可在线程之间共享的变量的其他信息 . 这样的优化可以例如：

  • 重新排序操作

  • 添加额外的加载和存储操作

  • 删除加载和存储操作

  汉斯·博姆（Hans Boehm）的良好纸质良性数据竞赛名为How to miscompile programs with "benign" data races . 以下摘录摘自本文：

  对延迟初始化进行双重检查众所周知，这在源代码级别是不正确的 . 典型的用例看起来像if（！init_flag）{
  锁（）;
  if（！init_flag）
  开锁（）;
  }
  tmp = my_data;
  没有什么能阻止优化编译器将my_data的设置与init_flag的设置重新排序，或者甚至将my_data的加载推进到init_flag的第一次测试之前，如果未设置init_flag则在条件中重新加载它 . 即使编译器不执行转换，某些非x86硬件也可以执行类似的重新排序 . 这些中的任何一个都可能导致my_data的最终读取看到未初始化的值并产生不正确的结果 .

  ---

  这是另一个例子，其中 int x 是共享的， int r 是局部变量 .

  int r = x;
  if (r == 0)
      printf("foo\n");
  if (r != 0)
      printf("bar\n");
  

  如果我们只是说，读取 x 会导致未定义的值，那么程序将打印"foo"或"bar" . 但是如果编译器按如下方式转换代码，程序也可能会打印两个字符串或者不打印任何字符串 .

  if (x == 0)
      printf("foo\n");
  if (x != 0)
      printf("bar\n");
  

  回复于 2024-04-29T13:38:01+08:00
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  你可以使用Linux操作系统，你可以在c中通过父进程分叉2个或更多的子进程，你可以使两者都访问一个内存位置，通过使用同步你可以实现你想做的事.--> How to share memory between process fork()?，http://en.wikipedia.org/wiki/Dekker 's_algorithm，http://en.wikipedia.org/wiki/Readers%E2%80%93writers_problem，

  回复于 2024-04-29T13:38:01+08:00
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  一个总会导致竞争位置的示例：要求两个线程将不同的值写入 same 变量 . 让我们假设一下

  • thread one将变量a设置为1

  • thread两个将变量a设置为2

  你会得到 race condition ，即使有一个互斥，例如因为

  • 如果先执行第一个线程，则得到a = 1，然后a = 2 .

  • 如果先执行第二个线程，则得到a = 2，然后a = 1 .

  线程的顺序取决于操作系统，并且没有关于首先使用哪个线程的保证 . 否则它将是顺序的，不需要在单独的线程中执行它 .

  现在假设您根本没有同步，并且您在第一个线程中执行a = a 1，在第二个线程中执行a = a 2 . a的初始值为0 .

  在汇编中，生成的代码是将a的值复制到一个寄存器中，向它添加1（在第一个线程的情况下，否则为2） .

  如果您有 no synchronization at all ，则可以按照以下顺序进行操作

  • Thread1：复制到reg1的值 . reg1包含0

  • Thread2：复制到reg2的值 . reg2包含0

  • Thread1：添加了reg1的值1.现在包含1

  • Thread2：添加了reg2的值2.现在包含2

  • Thread1：添加了reg1的值1.现在包含1

  • Thread2：添加了reg2的值2.现在包含2

  • Thread1：reg1的值放到a . 现在一个包含1

  • Thread2：reg2的值放到a . 现在一个包含2

  如果你执行了thread1，那么 sequentially thread 2你最后会有一个= 3 .

  现在假设a是一个指针，即一个adressm，因为你知道，得到一个错误的指针地址会导致程序崩溃 . 因此错误的同步可能导致程序 crash .

  说得通？

  回复于 2024-04-29T13:38:01+08:00