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![アトミック操作はスレッド間でデータをやり取りするアトミック操作はスレッド間でデータをやり取りする
ための最も基本的な同期プリミティブであり、ための最も基本的な同期プリミティブであり、
変数への不可分変数への不可分(atomic)(atomic)な読み込みな読み込み//書き込み書き込み//読み書き読み書き
を同時に⾏行う操作を同時に⾏行う操作(Read-Modify-Write operation)(Read-Modify-Write operation)
を提供する．を提供する． [[引⽤用引⽤用]]cpprefjp:atomiccpprefjp:atomic
atomicatomic](https://image.slidesharecdn.com/effective-modern-c-150930101004-lva1-app6892/85/Effective-modern-c-9-7-320.jpg)
![std::atomicstd::atomic の使いどこの使いどこ
/* 何がしかの修飾 */ bool valAvailable{ false };
auto value = compute(); //
valAvailable = true;
[出典] : wikipedia(考える⼈人)
計算した結果が set されている
ことを表す flag なんだな](https://image.slidesharecdn.com/effective-modern-c-150930101004-lva1-app6892/85/Effective-modern-c-9-12-320.jpg)
![?fun@@YAHXZ PROC ; fun, COMDAT
; File
; Line 8
mov eax, DWORD PTR ?x@@3U?$atomic@H@std@@A ; x
; Line 9
mov DWORD PTR y$[rsp], eax
; Line 10
mov eax, DWORD PTR ?x@@3U?$atomic@H@std@@A ; x
; Line 11
xchg DWORD PTR y$[rsp], eax
; Line 12
mov eax, 10
; Line 13
mov ecx, 20
xchg DWORD PTR ?x@@3U?$atomic@H@std@@A, eax ; x
xchg DWORD PTR ?x@@3U?$atomic@H@std@@A, ecx ; x
; Line 14
mov eax, DWORD PTR y$[rsp]
; Line 15
ret 0
?fun@@YAHXZ ENDP ; fun
((・・__・・;);) あれあれ????](https://image.slidesharecdn.com/effective-modern-c-150930101004-lva1-app6892/85/Effective-modern-c-9-32-320.jpg)
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- 15. // defined in<atomic> header typedef enum memory_order { memory_order_relaxed, memory_order_consume, memory_order_acquire, memory_order_release, memory_order_acq_rel, memory_order_seq_cst } memory_order; 補⾜足補⾜足: memory-order: memory-order で、定義される列挙型 atomic object のメンバー関数の default は seq_cst になっている (seq_cst は sequential_consitency の略)
- 16. enum 値 意味 relaxed順序付けの効果はない acquire 後続の命令が acquire 指定の命令より前にリオーダーさ れないことを保証する(読み込みでのみ使⽤用) consume acquire が 後続すべての命令に対して順序をつけるの に、対し consume は読み込みの値に依存する操作のみ に順序をつける release 先⾏行する命令が release 指定の命令より後にリオーダー されないことを保証する(書き込みでのみ使⽤用) acq_rel acquire と release を合わせた効果(RMWに対してのみ使 ⽤用可) seq_cst acquire/release/acq_rel すべての効果を持つ。かつ、す べてのスレッドから⾒見て⼀一貫性を保証する cpprefjp:memory_order
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- 21. つまり、これと⼀一緒になったつまり、これと⼀一緒になった int x{0}; //global data int fun() { auto y = x; x = 20; return y; } メモリがメモリが""通常通り通常通り""振る舞う振る舞う ↓↓ この⼿手の最適化は有効だけどこの⼿手の最適化は有効だけど……
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- 26. 最初の例に戻って最初の例に戻って volatile int x{0}; intfun() { auto y = x; // decltype(y) = int y = x; x = 10; x = 20; return y; }
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- 28. 特殊なメモリを扱うときに特殊なメモリを扱うときに volatilevolatile が役に⽴立つが役に⽴立つ ((というかそれ以外の意味が本来はない。。。というかそれ以外の意味が本来はない。。。))
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- 31. 修正する std::atomic< int >x{0}; int fun() { // auto y = x; // error!! copy ctor is deleted int reg = x.load(); std::atomic< int > y{ reg }; // y = x; // error!! copy assign is deleted reg = x.load(); y = reg; x = 10; x = 20; return y; } http://melpon.org/wandbox/permlink/W2dqqMZ0KLXyplVQ
- 32. ?fun@@YAHXZ PROC ;fun, COMDAT ; File ; Line 8 mov eax, DWORD PTR ?x@@3U?$atomic@H@std@@A ; x ; Line 9 mov DWORD PTR y$[rsp], eax ; Line 10 mov eax, DWORD PTR ?x@@3U?$atomic@H@std@@A ; x ; Line 11 xchg DWORD PTR y$[rsp], eax ; Line 12 mov eax, 10 ; Line 13 mov ecx, 20 xchg DWORD PTR ?x@@3U?$atomic@H@std@@A, eax ; x xchg DWORD PTR ?x@@3U?$atomic@H@std@@A, ecx ; x ; Line 14 mov eax, DWORD PTR y$[rsp] ; Line 15 ret 0 ?fun@@YAHXZ ENDP ; fun ((・・__・・;);) あれあれ????
- 33. テキスト本⽂文テキスト本⽂文 std::atomic< int >y(x.load()); x = 20; になるはずとか⾔言ってるけどならないになるはずとか⾔言ってるけどならない…… (clang3.8/gcc5.2(clang3.8/gcc5.2 でも同様でも同様)) 注注: y: y ののatomicatomic なな copycopy は怪しいのでそこを省いて、は怪しいのでそこを省いて、 yy なしにしてもならなかったなしにしてもならなかった
- 34. とにかくとにかく std::atomicstd::atomic に特殊メモリを扱う機能はないに特殊メモリを扱う機能はない ↓↓ atomicatomic でも特殊メモリ使いたいならでも特殊メモリ使いたいなら volatilestd::atomic< int > vai; とと volatilevolatile とと atomicatomic を併⽤用するを併⽤用する
- 35. 参考:yohhoyの⽇日記~volatile版atomic操作関数が存在する理由~ 例えば、例えば、 fetch_addfetch_add であればであれば namespacestd { template <class T> T atomic_fetch_add(volatile atomic<T>* object, T operand) noexcept; template <class T> T atomic_fetch_add(atomic<T>* object, T operand) noexcept; } となっており、となっており、 atomicatomic にに 特殊メモリを扱うことが可能特殊メモリを扱うことが可能
- 36. Things to RememberThingsto Remember std::atomicstd::atomic はは mutexmutex を⽤用いないで複数スレッドかを⽤用いないで複数スレッドか らアクセスできるデータを表現するらアクセスできるデータを表現する volatilevolatile はは, (, (読み取り読み取り//書き込みを最適化すべきはな書き込みを最適化すべきはな いい)) 特殊なメモリを表現する特殊なメモリを表現する(compiler(compiler に教えるに教える))