int64的读写操作是否具有原子性质

Posted 2022-11-29 adream307

在 x86-64 机器上，int64 的读写操作是否具有原子性?

假设变量 val 是 int64， 现在有两个线程，线程 writer 只负责向 val 写入数据，线程 reader 只负从 val 读取数据

假设 val 当前值为 0x0102030405060708

writer 线程正在执行写操作，将数据 0x0000111100002222 写入 val

reader 线程正在执行读操作，从 val 读取数据

那么 reader 线程得到的 val 只能是 0x0102030405060708 或 0x0000111100002222 还是某个不确定的中间状态?

如果 int64 的读写操作具有原子性，那么 reader 线程得到的只能是 0x0102030405060708 或 0x0000111100002222

如果 int64 的读写操作不具有原子性，那么 reader 线程得到可能是中间某个不确定的状态，比如前一半是 writer 正在写入的数据，后一半是旧的数据 0x0000111105060708

测试程序如下:

1. 写入 val 的值一定是符合奇偶校验的
2. 开启 10 个线程同时向 val 输入数据
3. 读线程连续的从 val 读取数据，并检查是否符合奇偶校验
4. 如果 int64 的读写操作具备原子性，读线程得到的数据一定是符合奇偶校验的

测试发现，在 x86 64 机器上， int64 的读写操作确实具备原子性

package main

import (
	"log"
	"math/rand"
	"sync"
)

func check(v int64) bool 
	var num int = 0
	for i := 0; i < 64; i++ 
		if v&0x01 != 0 
			num++
		
		v = v >> 1
	
	return num%2 == 0


func write(p *int64) 
	v := rand.Int63()
	if check(v) 
		v = v ^ 0x01
	
	*p = v

func main() 
	var wg sync.WaitGroup
	var val int64
	write(&val)

	for i := 0; i < 10; i++ 
		wg.Add(1)
		go func() 
			defer wg.Done()
			for i := 0; i < 10000000; i++ 
				write(&val)
			
		()
	

	go func() 
		for 
			v := val
			if check(v) 
				log.Fatalf("atomic test faile, val = %d", v)
			
		
	()

	wg.Wait()
	log.Printf("test finished")