编译器可以从全局变量读取两次，而不是存储局部变量吗？

Question

我最近一直在尝试重新熟悉多线程，并找到了这篇论文。其中一个例子说在使用类似这样的代码时要小心：

int my_counter = counter; // Read global
int (* my_func) (int);
if (my_counter > my_old_counter) {
  ... // Consume data
  my_func = ...;
  ... // Do some more consumer work
}
... // Do some other work
if (my_counter > my_old_counter) {
... my_func(...) ...
}

声明：

int my_counter = counter; // Read global
int (* my_func) (int);
if (my_counter > my_old_counter) {
  ... // Consume data
  my_func = ...;
  ... // Do some more consumer work
}
... // Do some other work
my_counter = counter; // Reread global!
if (my_counter > my_old_counter) {
... my_func(...) ...
}

是作者写错了，还是我漏掉了什么？

Answer 1

除非counter是显式的volatile，否则如果当前执行范围中没有任何内容可以改变它，编译器可能会假设它永远不会改变。这意味着，如果变量上没有别名，或者之间没有函数调用（编译器无法知道其影响），那么任何外部修改都是未定义的行为。使用volatile时，即使编译器不知道如何声明外部更改，也会尽可能声明外部更改。

因此优化是完全有效的。事实上，即使它真的执行了复制，它仍然不是线程安全的，因为值可能在读取过程中部分改变，或者甚至可能完全过时，因为没有同步原语或原子就无法保证缓存一致性。

实际上，在x86上，您不会得到一个整数的中间值，至少只要它是对齐的。这是体系结构的保证之一。过时的缓存仍然适用，则该值可能已被另一个线程修改。

如果需要这种行为，可以使用互斥体或原子。