对共享变量的无保护访问总是数据竞争吗？

Question

假设 x 是一个共享的线程间变量并且 func 总是返回 0，下面的代码是否包含 C11 和 C++11 方面的数据竞争？请假设 x 是在两个不同的线程中编写的，除了下面的 switch 语句之外，总是带有适当的锁。

int x; // global variable

...

int y; // local variable

...

switch (func())
{
  case 1:
  {
    x = 0;
    y = 1;
    break;
  }
  case 2:
  {
    x = 0;
    y = 2;
    break;
  }
  case 3:
  default:
  {
    y = 3;
    break;
  }
}

标准（C11 和 C++11）中有一条注释排除了编译器转换，该转换会导致代码出现数据竞争。编译器是否允许像下面这样转换代码？下面的代码肯定包含数据竞争，但问题是编译器是否引入了它，或者它是否已经在原始代码中。尽管无法访问，但对共享变量的访问不受保护。

int x; // global variable

...

int y; // local variable

...

temp = x;
x = 0;
switch (func())
{
  case 1:
  {
    y = 1;
    break;
  }
  case 2:
  {
    y = 2;
    break;
  }
  case 3:
  default:
  {
    x = temp;
    y = 3;
    break;
  }
}

Answer 1

在 C++ 标准中，定义了一个竞赛：

1.10/4： 如果其中一个修改内存位置而另一个访问或 修改相同的内存位置。

1.10/21：如果程序的执行包含不同线程中的两个冲突操作，则程序的执行包含数据竞争，至少一个 这不是原子的，也不是在另一个之前发生。任何此类 数据竞争导致未定义的行为。

假设您有多个线程运行相同的代码，由于func() 将始终返回 0（您的声明），因此没有一个线程可以更改 x 的内容。此外，y 是线程执行的函数的局部变量，因此不共享。因此，在这种情况下不会发生竞争条件。

不允许编译器进行第二个sn-p对应的转换，因为：

1.10/22： 编译器转换将分配引入到潜在的共享内存位置，该位置不会被 抽象机器通常被本标准排除在外，因为这样的 一个分配可能会覆盖另一个线程的另一个分配 在没有抽象机器执行的情况下 遇到了数据竞争。

但是如果您自己编写 sn-p，在上述条件下可能会遇到竞速条件，因为 x 不是原子的，并且可以在一个线程 (temp=x) 中进行读取访问，而在另一个线程中进行写入访问（或者x=0 或在其他线程的默认部分 (x=temp)