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i++的线程安全性

阅读 : 319

i++的线程安全性可以总结如下:

如果i是局部变量,那么是可重入的,也就是线程安全的。
如果i是全局变量,则同一进程的不同线程都可能访问到该变量,因而是线程不安全的。
上面这两点比较清晰,具体原因我将在下面解释:

本质上来讲,i并不是因为是全局变量才说是线程不安全的。其实其本质原因是i++这个操作并不是原子的,如果这是原子操作的话,具有不可分特性,那么即便是所有线程都能访问到,也都是线程安全的。

i++最终被编译后的反汇编代码大概如下:

mov eax,[xxxxxxxx]
inc   eax

一条c语句已经被分为两条操作指令,那么在这两条操作指令执行之间,可能由于中断而被调度到不同线程,于是,不安全性就产生了。当然了,这并不是说单条汇编语句就是线程安全的,这取决于CPU架构,因为单条汇编指令可能在多个CPU时钟周期内进行,有些CPU架构可以在任何一个时钟周期内响应中断,对于这样的CPU,就是单条指令都不是安全的。当然了,现在的CPU大部分都是一条指令执行完后才能响应中断的。想要进行原子操作,方法有很多种,其中一种比较简单的是在原子语句之间先关闭中断,然后进行原子操作后再打开中断就OK了。

原子操作

所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作;这种操作一旦开始,就一直运行到结束,中间不会有任何 context switch (切换到另一个线程),不能被更高等级中断抢夺优先。

由于操作系统大部分时间处于开中断状态,所以,一个程序在执行的时候可能被优先级更高的线程中断。而有些操作是不能被中断的,不然会出现无法还原的后果,这时候,这些操作就需要原子操作。就是不能被中断的操作。

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