C 11 동시성: 언제 `휘발성` 대신 `atomic`을 사용해야 합니까?

동시성: C 11 메모리 모델의 원자성과 변동성

여러 스레드가 동시에 공유 리소스에 액세스하는 시나리오에서는 데이터 무결성을 보장하는 것이 중요합니다. C 11은 이러한 시나리오를 다르게 처리하기 위해 원자 및 휘발성 키워드를 도입했습니다.

Volatile: 힌트, 보장은 아님

Volatile은 변수가 비동기적으로 변경될 수 있음을 컴파일러에 나타냅니다. , 항상 메모리에서 읽고 쓰도록 요청하여 오래된 값으로 이어질 수 있는 잠재적인 최적화를 방지합니다. 그러나 휘발성은 원자성 액세스를 보장하지 않습니다. 즉, 여러 스레드가 동시에 액세스할 수 있어 잠재적으로 불일치가 발생할 수 있습니다.

Atomic: Enforcing Atomicity

반면 원자 유형은 다음을 제공합니다. 강력한 원자성을 보장합니다. 원자 변수에 대한 작업은 원자적으로 수행되므로 주어진 시간에 하나의 스레드만 변수를 수정할 수 있습니다. 이렇게 하면 오래된 값을 읽을 가능성이 방지됩니다.

다중 스레드 시나리오의 동작

여러 스레드에서 액세스하는 공유 전역 변수가 있는 예에서 휘발성은 각 스레드를 허용합니다. 잠재적으로 자체 캐시에서 오래된 값을 읽을 수 있습니다. 반면 Atomics는 원자성을 강화하여 모든 스레드가 최신 값을 읽도록 보장합니다.

Volatile에 비해 Atomics의 장점

• 더 강력해진 보증: Atomics는 절대적인 원자성을 제공하여 데이터 경합의 위험을 제거합니다. 및 오래된 읽기.
• 간소화된 메모리 순서 지정: 원자성 연산은 메모리 순서를 자동으로 처리하여 코드를 단순화하고 오류 가능성을 줄입니다.
• 효율성 향상: 원자에는 약간의 성능 오버헤드가 있지만 데이터 일관성이 저하되는 시나리오에서는 휘발성보다 더 효율적일 수 있습니다. 중요합니다.

결론

공유 변수에 동시에 액세스해야 하는 멀티스레드 환경에서 원자 유형은 휘발성에 대한 탁월한 선택을 제공합니다. 원자성에 대한 강력한 보장은 데이터 무결성을 보장하고, 메모리 순서를 단순화하며, 성능이 중요한 시나리오에서 잠재적으로 효율성을 향상시킵니다.

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