如果只有一个 CPU 内核，每个线程是否也存在内存可见性问题？答案

【问题标题】：Are memory visibility problems per thread also there if there is just one CPU core?如果只有一个 CPU 内核，每个线程是否也存在内存可见性问题？
【发布时间】：2013-12-24 13:05:42
【问题描述】：

标题可能看起来很奇怪，所以让我解释一下。经常有关于竞争条件的人说线程 1 可以看到 x == 0 而线程 2 已经看到了 x=1;

我的问题是关于在同一个内核上调度的线程（并非不切实际，仍然有 1 个内核嵌入式系统，而且您至少可以在理论上将线程绑定到内核）：
即使线程 1 和线程 2 在同一个核心（X86、ARM）上按顺序运行（一个在另一个之前/之后（与 c 的其他线程）），是否会出现通常的竞争可见性问题...

【问题讨论】：

对于读取/写入非原子的变量以及对相关变量集的任何更新，仍将存在竞争。
请注意，这远非唯一可能的比赛。即使这不会发生在单个 CPU 上，其他 CPU 无疑会发生。
可见性问题只是通用问题的扩展，缺乏原子性。使用 x++ 在单核上同样不安全。在多核上进行测试的最大优势是您可以更快地检测到错误:)

标签： c++ c multithreading race-condition memory-visibility

【解决方案1】：

这仍然是一个问题。在单核上运行的线程一点也不现实。通常，您将运行数百个线程，但很可能您没有数百个内核。根据鸽子洞定理，这些线程中至少有两个共享一个内核。

竞争条件的出现是因为线程实际上不是连续的。确实它们轮流运行，但是它们会被中断，并且 CPU 会意外地转移到另一个线程。想象一下这两个（假想的）汇编程序

       Thread 1                    Thread 2

A:  Read  R1, 0x0100        E:  Read  R2, 0x0100
B:  Inc   R1                F:  Dec   R2
C:  Store R1, 0x0100        G:  Store R2, 0x0100

如果您按顺序运行此代码，则没有问题。然而，如果你被允许打断他们，那么可能会发生这样的事情：

A 正在运行
B 正在运行
线程 1 中断
E 运行
F 正在运行
G 正在运行
线程 2 完成
C 正在运行

如果您跟踪寄存器和地址0x0100 处的值发生了什么，那么您将意识到最终值与顺序执行两段代码不同。

因此，您的问题的答案是，竞争发生在同一 CPU 内核上的可抢占线程中，就像线程在不同的内核上运行一样。

【讨论】：