对单个变量的原子操作答案

【问题标题】：Atomic operations on a single variable对单个变量的原子操作
【发布时间】：2019-12-24 22:19:09
【问题描述】：

以下 C++ 代码片段中变量 x 的可能最终结果是什么？（请根据 C++ 标准允许的内容而不是当前在不同平台上可用的内容来回答）

// Inside Thread 0
std::atomic<int> x = {2};
// Inside Thread 1
x.fetch_sub(1,std::memory_order_relaxed)
// Inside Thread 2
x.fetch_sub(1,std::memory_order_relaxed)

理想情况下，我希望 x 最后为零。是这样吗，即使我使用的是std::memory_order_relaxed？

编辑：为了使问题更准确，是否可以保证 1) 在线程 1 和 2 中，返回值为 0 或 1，并且 2) 线程1和线程2的返回值不同。

【问题讨论】：

线程0的初始化是否在其他两个线程启动之前执行？
@walnut 是的，当然。假设“线程0中的初始化在其他两个线程启动之前执行”。

标签： c++ multithreading relaxed-atomics

【解决方案1】：

简短回答：是的。

长答案：std::memory_order_relaxed 描述为：

宽松的操作：对其他读写没有同步或排序限制，只有这个操作的原子性得到保证。

^Source

这实际上意味着它只保证原子性。这意味着std::atomic::fetch_sub 操作将只保证原子的读-修改-写操作，对其他操作没有任何排序。然而，这并不意味着编译器可以重新排序两个不同的原子读取、修改和写入操作（这可能导致数据竞争，即未定义行为）。它们仍然是原子的。

理想情况下，我希望 x 最后为零。是这样吗，即使我使用的是std::memory_order_relaxed？

在这种情况下，内存顺序无关紧要。它们都不会干扰原子性的基本保证。您所做的上述陈述将适用于 any 内存顺序，因为根据定义，它适用于以这种方式修改的任何原子变量（两个，可能是异步的，从初始值中减去2)。

为了使问题更准确，是否保证 1) 在两个线程中，返回值都是 0 或 1，以及 2) 线程中的返回值 1 和 2 是不同的。

是的，是的，假设 线程在 fetch_sub 调用之后返回 x 持有的值，这在技术上可能是不正确的（线程不返回值），但我知道你从这里来。

【讨论】：