对于多线程应用程序中的显示任务，atomics或互斥锁是必需的吗？

Question

我正在使用C++11和内置的线程类std::thread。使用std::atomic或std::mutex可以方便地同步数据，但我想知道，在维护一个没有bug的应用程序的同时，是否真的需要对“非敏感”任务进行同步。比方说有一门课

class FPS
{
  private:
    int rate;
  public:
    void change(const int i)
    {rate = i;}
    int read(void)
    {return rate;}
};

存储摄像机的帧速率。在应用程序中，有一个线程用于数据采集(帧捕获等)。它读取帧速率，还有另一个线程处理显示帧速率的GUI。在这种情况下，显示是“非关键的”，这意味着在某些情况下允许显示滞后于实际速率。当然，我可以简单地使用一个原子来保证它的安全，但我仍然在想，如果这个应用程序运行在一个多核CPU上，那么它实际上是否必须保证程序的无错误性能。

Answer 1

C++线程模型对于代码在运行时所做的操作来说是非常宽松的。您对C++的特定实现可能不会像C++允许的那样疯狂。

依赖它的问题是，如果没有文档化和理解，编译器的下一个迭代版本可能会做出不同的假设，符合C++，并破坏代码。

例如，如果您通过不同步的int进行通信，编译器可能会注意到无法在此线程中修改数据。如果可以证明这一点，则可以将该int存储在本地寄存器中，并忽略来自另一个线程的对int的任何更新。

更重要的是，一段代码可以从寄存器中读取，另一段代码可以从内存中读取，并且您可以具有不同的值。更重要的是，对代码中的变量的读取可以转换为两次读取，而两次读取可能不一致:我们处于未定义行为的深度。

所以不，一般情况下这不安全。即使您的测试没有检测到任何问题，在您的测试中没有出现的线程问题也是非常常见的:测试几乎永远不足以证明您的线程代码是安全的。

在特定的编译器和编译器版本以及编译器标志上，它可能是安全的。

order介绍了如何比完整的atomics做更少的工作。请注意，并不是所有的CPU都会以不同的方式对待这些情况，但是有一些体系结构可以区分所有这些情况。我觉得所有的内存顺序规则都有点令人费解，因为我不习惯在所有这些规则都存在的系统上工作，但是如果您真的需要性能，可以考虑它。

从我读到的“性能备忘单”来看，原子操作目前是很昂贵的，但并不是非常昂贵(例如，比在缓存中引用一个指向内存地址的指针便宜)。