C ++中多值的多线程原子存储/加载

Question

假设我在C ++中有一个结构和类：

struct Vec {
   double x;
   double y;
   double z;
}

class VecTracker {
   Vec latest_vec;
   std::atomic<double> highest_x;
   std::atomic<double> highest_y;
   std::atomic<double> highest_z;

   //updates highest_x, highest_y, highest_z atomically
   void push_vec(const Vec& v);
   double get_high_x() const;
   double get_high_y() const;
   double get_high_z() const;
   //returns Vec consisting of snapshot of highest_x, highest_y, highest_z
   Vec get_highs() const;
}

我将有R个读者线程和一个作家线程。 highest_*线程将更新零个或多个highest_*成员。 如果读取器线程调用get_highs() ，则在读取器线程读取highest_x ， highest_y等产生矢量之前 ，我需要写入器线程的push_vec()函数当前调用的所有写入对读取器线程都是可见的。

现在，我知道如果Vec足够小，我可以使用std::atomic<Vec> 。 问题是，如果太大，则无法使用这些存储/加载的本机CPU指令。 有什么方法可以使用std::atomic_thread_fence来确保在读取器线程将其提取之前，写入器线程已提交了多个原子写入？ 就是说，是否保证在读写器线程看到任何写入器之前，已提交写入器线程的所有写入？ 还是std::atomic_thread_fence仅在线程内提供重排序保证？ 当前，仅对每个成员使用.store(std::memory_order_release)似乎并不能保证所有三个存储都在任何读取之前发生。

显然，我可以在这里使用锁，但理想情况下，我想找到一种使此数据结构无锁的方法。

我知道我可以将highest_x ， highest_y和highest_z放在单个结构中，并在堆中分配它的两个副本，在每次写入后自动交换指针。 这是唯一的方法吗？

Answer 1

魔鬼在这里： //updates highest_x, highest_y, highest_z atomically 。 您如何保证它们确实是原子的？ 由于3倍不适合16B（我在X86_64平台上知道的最大原子操作），因此确保这一点的唯一方法是使用mutex 。

您的问题不在围栏上。 通过发布fence说明，您将保证所有以前的更新都是可见的。 但是，您不能保证的是在此之前它们是不可见的。 结果，您将能够读取矢量变量之一的最新值。

要解决您的问题，您应该使用mutex -它们在无人值守时非常有效-或者，如果您对互斥锁过敏，可以使用您自己描述的指针交换解决方案。