有什么可以使静态布尔线程安全的吗？

Question

我最近遇到了一些运行良好的代码，其中 static bool 在多个线程（单个写入器，多个接收器）之间共享，尽管没有同步。

类似的东西（简化）：

//header A
struct A {
   static bool f;
   static bool isF() { return f; }
};

//Source A
bool A::f = false;

void threadWriter(){
    /* Do something */
    A::f = true;
}

// Source B
void threadReader(){
   while (!A::isF()) { /* Do something */}
}

对我来说，这种代码有一个竞争条件，即使 bool 上的操作是原子的（在大多数 CPU 上），我们不能保证来自写入线程的写入对读取线程是可见的。但有些人告诉我，f 是static 会有所帮助。

那么，C++11 中有什么东西可以使这段代码安全吗？或者任何与静态相关的东西可以使这段代码工作？

Answer 1

您的硬件可能能够以原子方式在bool 上运行。但是，这并不能使此代码安全。就 C++ 而言，您在不同的线程中写入和读取 bool 没有同步，这是未定义的。

将bool 设为静态不会改变这一点。

要以线程安全的方式访问bool，您可以使用std::atomic<bool>。 atomic 是否使用互斥锁或其他锁定取决于实现。

尽管std::atomic<bool> 也不足以同步threadReader() 和threadWriter()，以防每个/*Do something */ 访问相同的共享数据。

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但有些人告诉我，f 是静态的这一事实会有所帮助。

坦率地说，这听起来像是对货物的狂热。我可以想象这与静态局部变量的初始化是线程安全的事实混淆了。来自cppreference：

如果多个线程尝试初始化相同的静态本地 变量并发，初始化只发生一次（类似 可以使用 std::call_once 获得任意函数的行为。

注意：此功能的通常实现使用 双重检查锁定模式，它减少了运行时开销 已经初始化的局部静态变量为单个非原子布尔值 比较。

查找 Meyers 单例以查看该示例。虽然，这仅仅是关于初始化。例如这里：

 int& foo() {
     static int x = 42;
     return x;
 }

两个线程可以同时调用这个函数，x 将被初始化一次。这对x 本身的线程安全没有影响。如果两个线程调用foo，一个写入另一个读取x，则存在数据竞争。但是，这是关于静态局部变量的初始化，与您的示例无关。当他们告诉你static 会“帮助”时，我不知道他们是什么意思。