[C++ Korea] Effective Modern C++ Item 40 Use std::atomic for Concurrency, volatile for Special Memory. +윤석준

1. Effective Modern C++ Study
C++ Korea
발표자 : 윤석준

3. Effective Modern C++ Study
C++ Korea3
std::atomic<int> A(0);
A = 10;
std::cout << A;
++A;
--A;
 std::atomic<T>은 다른 Thread로부터 atomic 하게 작업하는 것을 보장
 mutex와 비슷하지만 lock-free로 동작 가능 (컴파일러에 따라 다름)
 다른 Thread에서 A를 읽을 때 0, 10, 11 값 중 하나
 RMW 연산 (Read-Modify-Write) 및 모든 member function은
multi-thread 환경에서 atomic 동작

4. Effective Modern C++ Study
C++ Korea4
volatile int V(0);
A = 10;
std::cout << A;
++A;
--A;
 다른 Thread에서 값을 읽을 때 아무 것도 보장해 주지 않는다.
 경쟁 상태 (Data Race)가 발생 할 수 있다.
 다른 Thread에서 A를 읽을 때 0, 10, 11 값이 아닐 수 있음

5. Effective Modern C++ Study
C++ Korea5
std::atomic<int> x(0);
std::atomic<int> y(x.load());
y.store(x.load());
 COPY 연산자가 없다.
 std::atomic<T>에 대한 MOVE 생성자, 연산자도 없다.
 값을 다른 곳으로 전달하기 위해서는 load() 와 store() 함수를 이용한다.
 std::atomic<T>에 대해서 값을 읽고 쓰는 동작은 load() 와 store() 함수를 이용하자.
(그러면 소스코드상에서 std::atomic<T>와 일반 변수를 구별하기 쉬워진다.)

6. Effective Modern C++ Study
C++ Korea6
 Code Reorder
a = b;
x = y;
x = y;
a = b;
 Redundant loads  Dead Stores
auto y = x;
= x;
auto y = x;
x = 10;
 Reordering은 Compile-time 뿐 아니라 Run-time에서 다른 Core에 할당도 가능하다.

7. Effective Modern C++ Study
C++ Korea7
 std::atomic<int>
Not Permitted
std::atomic<bool> isAvailable(false);
int Value = Func();
isAvailable = true;
 volatile
Permitted
volatile isAvailable(false);
int Value = Func();
isAvailable = true;
volatile isAvailable(false);
isAvailable = true;
int Value = Func();

8. Effective Modern C++ Study
C++ Korea8
 std::atomic<int>
Permitted
auto y = x;
y = x;
x = 10;
x = 20;
 volatile
Not Permitted
auto y = x;
x = 20;
auto y = x;
y = x;
x = 10;
x = 20;

9. Effective Modern C++ Study
C++ Korea9
 Normal Memory
• 값을 기록하면, 다른 값을 쓰기 전까지 유지된다.
• 값을 기록하고, 읽지 않은 상태에서 다른 값을 기
록하면 그 전에 값은 제거된다.
 Special Memory
e.g. Memory mapping I/O
• 값을 기록하지 않아도 값이 변할 수 있다.
• 값을 기록하고, 읽지 않은 상태에서 다른 값을 기
록하더라도 그 두 값은 모두 의미가 있을 수 있다.
컴파일러에게 내가 바로 “Special Memory” 다.
라고 알려주는 방법은 ?
volatile

10. Effective Modern C++ Study
C++ Korea10
 std::atomic<int>
Concurrent Programming
volatile std::atomic<int> VA;
 volatile
Special Memory
그렇다면 Special Memory를 Concurrent Programming에서 사용하고자 한다면 ???

11. Effective Modern C++ Study
C++ Korea11
• std::atomic<T>은 Multi-Thread 환경에서 mutex를 사용하지 않고, data를 제어하는데 사용된다.
(즉, Concurrent Software를 위한 도구이다.)
• volatile 즉은 Read/Write 작업에 대해서 최적화를 하면 안 되는 data를 제어하는데 사용된다.
(즉, Special Memory를 위한 도구이다.)

12. http://devluna.blogspot.kr/2015/03/item-40-concurrency-stdatomic-volatile.html
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