POD类型的保证原子操作自然与英特尔保持一致

Question

我有一个在Intel Xeon 32内核上运行的C ++多线程应用程序，使用GCC 4.8.2编译并启用了优化。

我有多个线程（比如A，B，C）更新一些POD类型，另一个线程D每隔K秒读取这些变量并将其发送到GUI。线程产生在多个核心和套接字上。写操作受自旋锁保护。线程A，B，C对延迟敏感，其中高性能是关键方面。线程D对延迟敏感。

就像是：

Thread A,B,C
...
// a,b,c are up to 64 bits (let's say double)
spin-lock
a = computeValue();
b = computeValue();
c = computeValue();
spin-unlock
....

Thread D
...
// a,b,c are up to 64 bits (let's say double)
currValueA = a;
currValueB = b;
currValueC = c;
sendToGui(currValueA ,currValueB ,currValueC );
....

我想利用段落8.1.1 https://www.intel.com/content/www/us/en/architecture-and-technology/64-ia-32-architectures-software-developer-vol-3a-part-1-manual.html，关于保证原子操作，并避免使用锁来保护线程D所做的读取。

我的理解是，如果a，b，c自然对齐（大小不超过64位），则线程D不会读取写入期间中途取得的a，b，c的值。换句话说，写入和读取将以原子方式执行。线程D将读取旧值或新值。

我的理解是否正确？

我留给编译器GCC 4.8.2来处理对齐，即我不使用任何gcc内置指令或函数，如std :: alignas，sts :: alignof等。

我知道代码不可移植。我宁愿不使用std :: atomic来避免任何不必要的开销。

Answer 1

读取“在写入期间中途取得”的值只是原子性的一个方面。

如今处理器将值保存在特定于处理器的缓存中，因此在多处理器系统上，两个不同的处理器可能具有不同的值，因为它们共享的a。将a标记为原子可确保不同的处理器看到“相同”的值。

此外，编译器和处理器通常对计算进行重新排序，以便更好地利用处理设施。这一切都没关系，只要这些计算的结果不会改变。 （这是C ++中的“似乎”规则）。但“未更改”是指在单个线程内执行。当多个线程冲击同一个对象时，在单个线程中工作的优化不一定有效。一般而言，您不希望您的单线程代码由不会执行常见优化的偏执编译器编译，因为它们可能会破坏多线程代码。相反，将对象标记为原子表示编译器应该非常小心它移动的内容，因为该对象的值可以在其他代码的后台更改。

因此，您可以选择：手动编写代码并希望您做到正确，或者接受atomic库的编写者可能更了解您所执行的目标系统上的原子性，并且可能会做得更好。