如果两个线程同时访问同一个 bool 变量会发生什么？答案

【问题标题】：What could happen if two threads access the same bool variable at the same time?如果两个线程同时访问同一个 bool 变量会发生什么？
【发布时间】：2011-12-07 00:57:21
【问题描述】：

我有一个跨平台的 c++ 程序，我在其中使用 boost 库来创建一个异步计时器。
我有一个全局变量：

bool receivedInput = false;

一个线程等待并处理输入

string argStr;
while (1) 
{
     getline(cin, argStr);
     processArguments(argStr);
     receivedInput = true;
}

另一个线程运行一个计时器，其中每 10 秒调用一次回调。在那个回调中，我检查我是否收到了一条消息

if (receivedInput)
{
    //set up timer to fire again in 10 seconds
    receivedInput = false;
}
else
    exit(1);

那么这样安全吗？对于线程 2 中的读取，我认为这无关紧要，因为条件将评估为真或假。但我不确定如果两个线程同时尝试设置 receivedInput 会发生什么。我还让我的计时器比我期望接收输入的时间长 3 倍，所以我不担心比赛条件。

编辑：为了解决这个问题，我在设置接收输入时使用了 boost::unique_lock，在读取接收输入时使用了 boost::shared_lock。我使用了来自here的示例

【问题讨论】：

¤ 如果您想知道它是否安全，那么它不是。无论某些东西在技术上是否安全，线程的情况是这样的，如果你不理解它，那么即使它一开始就完美，它也会在短时间内产生错误。碰巧的是，代码在技术上是不安全的，但实际上是安全的。例如，从技术上讲，“检查”线程可能在if 处暂停，而“输入”线程处理了七行。但实际上这不会发生，但使用像 Bad Things™ 这样的代码将发生。 :-) 干杯&hth。

标签： c++ multithreading timer boost-asio

【解决方案1】：

这从根本上来说是不安全的。在线程 1 将 true 写入 receivedInput 后，不能保证线程 2 会看到新值。例如，编译器可能会优化您的代码，在将 receivedInput 用作 if 条件或将其缓存在寄存器中时对它的值做出某些假设，因此您不能保证在评估 if 条件的时间。此外，编译器和 CPU 都可能会更改读写顺序以进行优化，例如true 可能会在getLine() 和processArguments() 之前写入receivedInput。

此外，依靠时间进行同步是一个非常糟糕的主意，因为您通常无法保证每个线程将在给定时间间隔内获得的 CPU 时间量，或者它是否会在给定时间间隔内被调度.

一个常见的错误是认为制作receivedInput volatile 可能会有所帮助。事实上，volatile 保证值实际上是读/写到主内存（而不是例如缓存在寄存器中），并且变量的读取和写入是相对于彼此排序的。但是，它不保证volatile 变量的读取和写入相对于其他指令是有序的。

您需要内存屏障或适当的同步机制才能按预期工作。

【讨论】：

【解决方案2】：

您必须检查您的线程标准。假设我们谈论的是 POSIX 线程，这是明确未定义的行为——一个对象可能不会被一个线程访问，而另一个线程正在或可能正在修改它。 任何事情都可能发生。

【讨论】：

截至 2011 年 9 月，您的线程标准可能是 C++ 标准！
@SteveJessop 我一直忘记这件事！

【解决方案3】：

如果你的线程使用 receivedInput 的值来控制独立的代码块，而不是相互同步，有一个简单的解决方案：

在receivedInput前添加“volatile”，这样编译器就不会进行优化，防止线程共享receivedInput的值。

【讨论】：

我不想-1你，因为你是新人，我不想让你离开，但我不希望volatile对多线程传播有用的误解.没用，volatile 与线程无关，也不是同步方法。
感谢您的评论。是的，我在这里犯了一个错误，两个线程将新值分配给同一个变量。这里需要同步。但是volatile肯定和多线程有关。 “一般来说， volatile 关键字旨在防止编译器对假定变量值不能“自行更改”的代码应用任何优化。（我从维基百科重新检查）:)
请注意，多线程不仅仅需要禁用对变量的优化。