原子布尔变量的一条语句中的多重赋值

Posted 2023-02-22

【中文标题】原子布尔变量的一条语句中的多重赋值

【英文标题】：Multiple assignment in one statement for atomic bool variables

【发布时间】：2017-10-09 22:14:17

【问题描述】：

从Multiple assignment in one line 开始，我很想知道原子数据类型是如何工作的，尤其是布尔类型的示例。

给定：

class foo 
    std::atomic<bool> a;
    std::atomic<bool> b;
  public:
    void reset();
    [...] //Other methods that might change a and b

两者有什么区别：

void foo::reset() 
  a = false;
  b = false;

还有：

void foo::reset() 
  a = b = false;

即在第二种情况下，会不会发生在b被分配false之后，另一个线程在b之前将b设置为true，以将其值分配给a，所以在指令结束时a 的值是true？

（这也意味着后一个版本似乎效率较低）

【问题讨论】：

很难说没有看到实际的编译器输出，但std::atomic::operator=() 应该返回传递给它的值，所以我认为a = ... 不会实际读取@ 的值987654335@，它只会从operator= 的输出中接收false。现在，在多线程情况下，当reset() 退出时，b 仍然可能是true，但这是另一回事。

@RemyLebeau 好吧，那几乎可以回答我的问题，应该没有任何区别，否则编译器将是次优的。谢谢！ （当然，reset 的末尾可能是 b 是 true 如果另一个线程干预）

【参考方案1】：

是的，有区别

a = false;
b = false;

和

a = b = false;

如果 a 和 b 是原子的。由于赋值是从右到左进行的，所以后者等价于

b = false;
a = false; // since atomic::operator= (from above) returns its argument

这与第一个版本不同，因为a 和b 是原子的，而assignment is done 就像std::atomic::store 以内存顺序memory_order_seq_cst 调用一样。由此，内存模型guarantees

a single total modification order of all atomic operations that are so tagged.

因此，第二个线程以 reverse 存储顺序 (a = b = false;) 执行原子加载 (bool a_observed = a.load(); bool b_observed = b.load();) 可能会以以下三种方式之一观察变化：

b 和 a 的旧值 加载a，加载b，存储b，存储a b 的新值和a 的旧值 存储b，加载a，存储a，加载b 存储b，加载a，加载b，存储a 加载a，存储b，存储a，加载b 加载a，存储b，加载b，存储a b 和 a 的新值 存储b，存储a，加载a，加载b

相比之下，memory_order_seq_cst 用于在a 之前存储b 而（在另一个线程中）在b 之前加载a 保证永远不会观察到以下内容：

a 的新值和b 的旧值

【讨论】：

谢谢，我已经为 Clang 3.8 测试了 here

【参考方案2】：

Godbolt link

两者之间的差异很小。唯一真正的区别是分配顺序被颠倒了。如果开启优化，则无法区分。

【讨论】：

非常酷的链接和网站！实际上，当使用更复杂的定义时，不同之处在于即使优化后也会保留顺序godbolt.org/g/kozyTp