我需要 std::atomic<bool> 还是 POD bool 足够好？

Question

考虑这段代码：

// global
std::atomic<bool> run = true;

// thread 1
while (run) { /* do stuff */ }

// thread 2
/* do stuff until it's time to shut down */
run = false;

这里需要与原子变量相关的开销吗？我的直觉是布尔变量的 read/write 或多或少是原子的（这是一个常见的 g++/Linux/Intel 设置）并且如果有一些 write/read 时间怪异，我的运行线程 1 上的循环因此提前或延迟停止了一次通过，我对此应用程序并不非常担心。

或者我在这里遗漏了一些其他考虑因素？查看 perf，我的代码似乎在 std::atomic_bool::operator bool 中花费了相当多的时间，我宁愿将它放在循环中。

Answer 1

您需要使用 std::atomic 来避免不需要的优化（编译器只读取一次值并且总是循环或从不循环）并在没有强序内存模型的系统上获得正确的行为（x86 是强序的，所以一旦写入完成，下一次读取就会看到它；在其他系统上，如果线程由于其他原因没有刷新 CPU 缓存到主 RAM，则写入可能很长时间都看不到，如果曾经）。

不过您可以提高性能。默认使用 std::atomic 使用 a sequential consistency model 这对于单个标志值来说是过大的。您可以通过使用 load/store 和显式（且不太严格）的内存排序来加快速度，因此不需要每个 load 使用最偏执的模式来保持一致性。

例如，您可以这样做：

// global
std::atomic<bool> run = true;

// thread 1
while (run.load(std::memory_order_acquire)) { /* do stuff */ }

// thread 2
/* do stuff until it's time to shut down */
run.store(false, std::memory_order_release);

在 x86 机器上，任何低于（默认，最严格的）顺序一致性排序的排序通常最终只会确保指令以特定顺序执行；由于强序内存模型，不需要总线锁定等。因此，除了保证值实际上是从内存中读取的，而不是缓存到寄存器中并重复使用之外，在 x86 上以这种方式使用原子是免费的，在非 x86 机器上，它使您的代码正确（否则它不会).

我需要 std::atomic<bool> 还是 POD bool 足够好？

Do I need std::atomic<bool> or is POD bool good enough?

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