2011-06-27

C++0xのマルチスレッドとデータ競合が非常に難しい

「バリアー!」
「デュクシ!」
「ちょっ、お前、オレ、バリアー張ってんだから攻撃するなよなー」
「うるせー、オレのはバリアー貫通できる攻撃だっつーの」
「貫通できないバリアー!」
「貫通できないバリアーを貫通できる攻撃!」
「絶対貫通できないバリアー!」
「絶対貫通できる攻撃!」
「そんな攻撃ねーよ」
「そんなバリアーこそねーよ」
「お前、矛盾って言葉、知ってるか?」
「ああ、昔の中国人はオレの矛を持ってなかったんだな」
「ちげーし。オレのバリアーを持ってなかったんだぜ」
「真似すんなよ」
「マネスンナヨー」
「あ、きったね」
「ア、キッタネ」
「飽きたね・・・」
「そうだね・・・」

フェンスといい、メモリバリアーともいう。名前はかっこいいが、やっていることは、あるスレッドにおけるあるメモリ場所に対する変更操作を、他のスレッドから見えるようにしたり、あるいは逆に、他のスレッドでの変更操作を、このスレッドから見えるようにすることである。

これは、多くのコンパイラーで、独自にサポートされている。基本的にWindowsでプログラミングを学んできた私としては、メモリバリアーという名称の方がしっくりくるのだが、C++の規格としては、フェンスという名称になっている。

C++0xの規格を眺めていたところ、どうもC++0x規格には、非アトミック操作に対するフェンスというものが、存在しないようである。

しかし、mutexはどうなるのだろう。例えば、以下のコードが、意図通りに動くことが、規格でどのように保証されているのだろうか。

std::mutex m ;
int x ; 

void thread()
{
    std::lock_guard<std::mutex> guard(m) ;
    ++x ; // 非アトミック操作
}

int main()
{
    x = 0 ; // 初期値0

    std::thread A( thread ) ;
    std::thread B( thread ) ;

    A.join() ; B.join() ;

    std::cout << x << std::endl ; // 2であるべき
}

色々と考えたあげく、以下のように考えた。

AとBのインクリメントは、1.10 [intro.multithread] p4に書かれているように、conflictする。
AとBで行われる非アトミック操作であるインクリメントは、mutexで囲まれており、同時には起こらないし、どちらかが先に起こることは確実である。とすれば、1.10 [intro.multithread] p13に書かれている通り、先に起こった方の操作は、後続の操作に対して、visible side effectである。
AとBのインクリメントはconflictするものの、どちらかが先に起こることが保証できるため、1.10 [intro.multithread] p21のdata raceの条件には引っかからない。

LISTER: Hey, it hasn't happened, has it? It has "will have going to have happened" happened, but it hasn't actually "happened" happened yet, actually.
RIMMER: Poppycock! It will be happened; it shall be going to be happening; it will be was an event that could will have been taken place in the future. Simple as that. Your bucket's been kicked, baby.

YouTube - Red Dwarf I - Future Echoes - Part 3 of 3

2 comments:

baccaratsite.top said...

All your hard work is much appreciated your thoughts. This content data gives truly quality and unique information. I’m definitely going to look into it. 카지노사이트Really very beneficial tips are provided here and, Thank you so much. Keep up the good works.

Anonymous said...

Great writing to see, glad that google brought me here, Keep Up cool job.​​그래프사이트