编写安全代码:小心volatile的原子性误解
- static volatile int counter = 0;
- void add_counter(void)
- {
- ++counter;
- }
在多线程的环境下,是否安全呢?counter的递增是否为我们所期待的结果呢?请大家先想一分钟!
- add_counter:
- pushl %ebp
- movl %esp, %ebp
- movl counter, %eax
- addl $1, %eax
- movl %eax, counter
- popl %ebp
- ret
看红色的这三行。怎么回事?为什么还是先把counter存入了寄存器eax,然后对eax进行操作,再将eax存入counter。这样的话,++counter就绝不会是原子性操作!必须由锁保护!
- static int counter = 0;
- void add_counter(void)
- {
- for (; counter != 0x10; ++counter) {
- ++counter;
- }
- }
然后看其汇编代码,记得要是使用-O优化啊。
- add_counter:
- pushl %ebp
- movl %esp, %ebp
- movl counter, %eax
- cmpl $16, %eax
- je .L4
- .L5:
- addl $2, %eax
- cmpl $16, %eax
- jne .L5
- movl %eax, counter
- .L4:
- popl %ebp
- ret
从上面的汇编代码中,可以很清楚的看出:这时将counter的值存入eax,然后每次给eax加2,然后使用eax与16比较,来完成C代码中的for循环的工作。
- static volatile int counter = 0;
- void add_counter(void)
- {
- for (; counter != 0x10; ++counter) {
- ++counter;
- }
- }
依然打开编译器的优化开关
- add_counter:
- pushl %ebp
- movl %esp, %ebp
- movl counter, %eax
- cmpl $16, %eax
- je .L4
- .L5:
- movl counter, %eax
- addl $1, %eax
- movl %eax, counter
- movl counter, %eax
- addl $1, %eax
- movl %eax, counter
- movl counter, %eax
- cmpl $16, %eax
- jne .L5
- .L4:
- popl %ebp
- ret
L5为对应C代码中的for循环的汇编实现。通过对比前一个汇编,我们很容易就发现了区别。虽然在执行counter递增的时候,两者都使用了寄存器eax。但是在每次访问counter的时候,前者会直接使用寄存器eax,而后者(使用volatile的时候)会重新从counter中读取最新值至eax,然后再使用eax。
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