从一个函数多次访问的原子变量

Question

我有以下代码：

标题：

class Counter
{
public:
    Conuter(const std::string& fileName);
    boost::uint16_t getCounter();
private:
    tbb::atomic<boost::uint32_t> counter;
    std::string counterFileName;
};

CPP：

Counter::Counter(const std::string& fileName) : counter(), counterFileName(fileName)
{  
    std::string line;
    std::ifstream counterFile (fileName.c_str());  
    if (counterFile.is_open())
    {
        getline (counterFile, line);
        counterFile.close();
    }
    boost::uint32_t temp = std::stoul (line,nullptr,0);
    counter = temp;
}
boost::uint32_t Counter::getCounter()
{
    if (counter > 1000)
    {
        counter = 0;
    }
    assert( counter < 1000);
    const boost::uint32_t ret = counter++;
    if ((counter % 10) == 0)
    {
        // write the counter back to the file.
        std::ofstream file (counterFileName.c_str());
        if (file.is_open())
        {
            myfile << counter;
            myfile.close();
        }
    }
    return ret;
}

在其他地方，假设我们有两个线程：

boost::thread t1(&Counter::getCounter, counter);
boost::thread t2(&Counter::getCounter, counter);

我的问题是围绕原子变量。由于 getCounter 函数每次调用最多可以访问计数器值 3 次，因此原子变量可以从一次调用更改为下一次调用。例如，如果对 if（>计数器 1000）的调用未能通过，是否有任何保证断言也会通过？也许更具体地说，原子变量会阻塞直到函数调用结束？还是只要值正在读取/写入？我的第二个问题是，操作系统如何处理原子？就像如果原子在完成之前不会导致函数阻塞一样，如果一个线程正在更新变量而一个线程试图将其写出，会发生什么？很抱歉问题太多，这是我第一次尝试无锁数据结构。

Answer 1

首先，即使在单线程应用程序中，序列

if (counter > 1000) ...
assert(counter < 1000)

当计数器为 1000 时将失败。

其次，是的，原子变量可以在读取之间轻松更改。它的重点是单次读取是原子的，如果另一个线程在读取变量时准确地更新变量，则可以保证具有正确的内存顺序读取（您也有一些关于算术的保证 - 您的增量保证增加）。但它没有说下一次阅读！

如果需要锁定变量，则需要使用锁定机制，例如互斥锁。