为什么允许编译器优化这个繁忙的等待循环？

Question

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

int main()
{
    std::atomic<bool> ready = false;

    std::thread threadB = std::thread([&]() {
        while (!ready) {}

        printf("Hello from B\n");
    });

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));

    printf("Hello from A\n");

    ready = true;

    threadB.join();

    printf("Hello again from A\n");
}

这是CppCon谈话中的一个例子https://www.youtube.com/watch?v=F6Ipn7gCOsY

目标是首先从A打印Hello，然后允许线程B启动。很明显，应该避免繁忙等待，因为它占用大量CPU。

作者说，while （！ready） {} 循环可以由编译器进行优化（通过将 ready 的值放入寄存器中），因为编译器看到 threadB 从不Hibernate，因此就绪永远不会被更改。但是，即使线程从不Hibernate，另一个线程仍然可以更改该值，对吗？没有数据竞赛，因为 ready 是原子的。作者指出此代码是 UB。有人可以解释为什么编译器可以进行这样的优化吗？

Answer 1

作者在视频下方的一条评论中承认自己错了:

我本来是这么想的，但看来我错了。编译器无法将原子读出循环。@17：54 中的建议仍然是正确的 — 您仍然应该非常小心，并注意编译器可能会重新排序、合并或消除原子访问的情况 – 但这种特殊的 while-loop 实际上并不是这种情况。有关编译器如何优化原子访问模式的一些（主要是理论上的）示例，请参阅JF Bastien的N4455“没有理智的编译器会优化原子”http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/n4455.html