std::atomic 变量上的分支是否可能是错误来源？

Question

我听说在

if

上使用

switch

或

std::atomic

是错误的来源，因为一些与内存排序有关的参数

具体来说，代码如下：

void secondThreadFunc() {
  puts( "Starting 2nd thread" );
  branchVar = true;
}

int main() {

  std::thread t( secondThreadFunc );
  Sleep( 100 );
  
  // Branching on a std::atomic considered dangerous due to memory ordering issues?
  if( branchVar ) {
    puts( "Branch true" );
  }
  else {
    puts( "Branch false" );
  }

  t.join();
}

在

if( branchVar )

调用中植入竞争条件，被认为是不安全的编程。应始终使用

std::mutex

来锁定分支变量的访问

这是真的吗？有人可以向我解释为什么会这样吗？内存排序会导致

std::atomic

分支引发竞争条件吗？

Answer 1

在原子变量上进行分支没有任何问题。

通常有一个循环读取原子变量，如果读取为某个值则退出。这就是所谓的“旋转”。自旋基本上是原子变量上的向后分支。 自旋常用于同步原语的实现中，包括

std::mutex

或

std::call_once

。 （您可能无法直接在 STL 实现中看到它，因为这通常是在较低级别中完成的）。当直接在

if

或

switch

表达式中使用原子变量时，会发生隐式转换，相当于不带参数的

.load()

，并且内存顺序隐式为

memory_order_seq_cst

。这是最安全的内存顺序，因此不会引入任何新问题。原子的使用可能仍然存在问题，因为可能会与其他数据发生数据竞争，但这取决于您的代码，与原子本身没有任何关系。

使用

---

std::mutex

等的建议可能来自这样的事实：

std::atomic

本身仅为其自身提供原子性。因此，如果您在线程中修改原子数据和其他一些数据，然后在原子上进行分支，则可能会出现与其他数据修改相关的数据争用。或者，如果一切都正确的话，可能不会出现数据竞争。