我可以使用非原子布尔值来同步两个线程之间的共享向量，其中一个线程正在读取，另一个线程正在写入？

Question

我正在创建一个快速同步模型来在两个线程之间共享消息队列。我正在查看一个包含一个向量、一个互斥体和一个脏标志的类，如下所示。

#include <vector>
#include <mutex>

class SharedVector {
    std::mutex vector_lock;
    std::vector<int> vec;
    volatile bool dirty = false;

    void write(int a) {
        std::unique_lock lock(vector_lock);
        vector.push_back(a);                // Step 1
        dirty = true;                       // Step 2
    }

    void consume(std::vector<int>& container) {
        if (dirty) {
            std::unique_lock lock(vector_lock);
            container = std::move(vec);         // Invalidates original vec
            dirty = false;
        }
    } 
};

我假设这个实现是线程安全的，即使脏标志是在锁之外读取的，但我不确定。这背后的原因是

1. 脏标志保证一次只能由一个线程写入，因为所有写入都在锁后面的原子部分内。

2. 虽然在附加向量（第 1 步）之前脏标志可能被设置为 true（write() 中的第 2 步），但由于 CPU 指令重新排序，这应该不是问题，因为 Consumer() 线程必须等到锁由 write() 线程释放。

3. 根据 x86 上的缓存一致性协议（我认为是 MESI 或 MOESI），一旦写入脏标志，write() 线程就应该使其无效。

有人能告诉我这个实现是否实际上是线程安全的，或者让我知道这是否有任何缺陷？我避免将脏标志设置为原子，因为这导致了我试图避免的显着减慢。

Answer 1

在您的情况下，否，因为您的读取正在以不同步的方式访问可变共享内存。您必须使用类似

std::atomic<bool>

之类的内容来访问 tbreadsafe。

如果您希望在没有数据时让读取线程空闲，您也可以看看

std::condition_variable

。

Answer 2

是的，

std::mutex

保证您的实现是线程安全的