C 11 中的原子变量可以防止多线程环境中的过时读取吗？

并发：C 11 内存模型中的原子性和易失性

问题：

在具有共享全局变量的多线程环境，一个线程是否可以从原子中读取过时的值 多变的？原子类型和易失性类型在确保数据完整性方面有何不同？

答案：

Volatile 与 Atomic

Volatile 确实不保证原子访问。其主要用途是内存映射 I/O 和信号处理。将 volatile 与 std::atomic 结合使用是多余的。

原子变量的内存排序

原子变量的可见性取决于所使用的内存排序参数。

• std::memory_order_seq_cst:为所有变量的所有操作提供全局顺序，确保值在“合理的时间段”内可见。但是，仍可能返回过时的值。
• std::memory_order_relaxed:宽松的内存排序，其中线程可能无法就操作顺序达成一致，从而导致结果不一致。

确保数据完整性

为了确保数据完整性，应使用读-修改-写（RMW）操作，例如交换（）和fetch_add（）。这些操作始终对“最新”值进行操作，从而消除了过时值的风险。

其他注意事项

• RMW 操作不会强制执行较早的更改可见速度更快。
• 性能可能因 CPU 存储缓冲、物理 CPU 距离和缓存一致性而异协议。
• 使用原子操作很复杂，需要仔细的代码设计和对背景材料的理解。在更简单的情况下，锁可能是更实用的选择。

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