原子对象是不是受到保护免受竞争条件的影响？

Posted 2023-02-22

【中文标题】原子对象是不是受到保护免受竞争条件的影响？

【英文标题】：Are atomic objects protected against race conditions?原子对象是否受到保护免受竞争条件的影响？

【发布时间】：2019-03-02 13:03:41

【问题描述】：

据我所知，他们不是。

原子对象没有数据竞争，但它们仍然会受到竞争条件的影响：两个线程可能以不可预测的顺序启动，从而导致程序结果不确定。

共享数据将是“安全的”（受原子保护），但顺序或时间仍然可能是错误的。

你能确认一下吗？

【问题讨论】：

当然。您还需要了解信号量、互斥量、监视器、读取器/写入器锁、条件变量、临界区、自旋锁等术语的含义以及何时使用它们。

【参考方案1】：

是的，你说得对，非原子操作可能仍然存在竞争条件。如果有非原子操作依赖于原子对象的状态而不受其他线程的干扰，则需要使用另一种同步技术来保持一致性。

对原子对象的原子操作将是一致的，但不是无竞争的。使用原子对象的非原子操作不是无竞争的。

【讨论】：

原子操作不是自动无竞争的。线程 A 和 B 都在原子计数器上执行原子 get-and-increment。哪一个得到较小的数字？

【参考方案2】：

不仅仅是原子对象，任何原语都可以与并发运行的线程执行的操作一起使用：

互斥体 条件变量 信号量 屏障 原子对象...

根据定义只有在存在竞争时才有用，这是访问模式的不可预测性。如果访问以可预测的方式有序排列，那么您将在编程语言中使用常规的可变对象。

但即使顺序是先验未知的，最终结果也可能是确定性的：考虑为静态 Web 服务器提供页面的并发运行线程，页面和字节数作为只有可变的数据结构。统计信息可以保存在受互斥体保护的数据结构中（不需要互斥体，这只是一个简单的例子）：互斥体锁定的顺序是不可预测的，但最终结果是数据结构包含页面总和和提供的字节数；每个线程将计数添加到共享数据中的顺序并不重要。