陶大课程：原子操作与并发编程

"陶大-lesson10 atomics.pdf，主要探讨了原子操作（atomics）在多线程编程中的应用，特别是在云计算环境中的重要性。文档通过代码示例介绍了`volatile`关键字与`std::atomic`的区别以及如何使用原子操作来确保数据一致性。" 在多线程编程中，原子操作是确保数据并发访问时正确性的关键工具。`volatile`关键字通常用于告诉编译器该变量可能会被非本地机制（如中断、外部硬件或并行线程）修改，从而避免编译器进行优化。然而，`volatile`并不提供任何同步保证，即它不保证多线程环境下的数据可见性和有序性。 示例中，`boolsExit`变量首先没有声明为`volatile`，在这种情况下，如果一个线程修改了`sExit`的值，其他线程可能无法立即看到这个变化，导致数据不一致。当`sExit`声明为`volatile`时，线程可以感知到`sExit`的改变，但仍然不保证内存操作的顺序。 `std::atomic`是C++标准库提供的一个模板类，它提供了原子操作接口，可以确保对对象的读写操作是原子的，并且满足特定的内存序（如`std::memory_order_relaxed`、`std::memory_order_acquire`、`std::memory_order_release`等）。例如，`std::atomic<int>`的`fetch_add`函数在多线程环境下增加`cnt`的值，保证了增加操作的原子性，防止竞态条件的发生。 文档还通过一个简单的例子展示了如何使用`std::atomic`来计数。在一个多线程场景中，多个线程调用`f()`函数增加`cnt`的值，由于`cnt`是`std::atomic`类型，所以可以确保所有线程的增加操作都被正确处理，最后主线程打印出的`cnt`值应当是所有线程执行次数的总和，即10000。 总结来说，原子操作是解决并发问题的关键技术，`std::atomic`提供了比`volatile`更强大的保证，确保了在多线程环境中的数据一致性。在云计算环境中，由于服务器通常涉及大量并发任务，理解并熟练使用原子操作是开发高效、可靠的分布式系统所必需的技能。