多核时代，怎么做到极度精确的互斥

[zj53hao]

单核或单个CPU中，对某个变量的访问，在及其微小的瞬间，只能有一个线程访问，所以还好维护对其的读写保护。
但是真正的多核或多个CPU中。每个CPU的瞬间。都是独立的。

会不会存在同一微妙时刻。两个不同核或者不同CPU中的两个线程同时。访问了这个变量。这种情况应该很少出现。有没有这个可能。

如果有这个可能的话。有没有对此的解决或避免的办法？

[intel_jeff]

补充一点，Intel Thread Checker是个很好的工具，帮助你发现类似的多线程编程方面的问题，比如数据竞争、死锁等。

[zj53hao]

上面说的解决方案，是针对单核多线程的吧。，
我这里所说的是多核（或多CPU)下的极端情况。有没有这种可能性。

信号量和锁，也都是一个存储对象。 在单核下，无论怎么样。最后也只能是一个线程在一瞬间到达这里。所以可以用他们来解决，线程同步的问题。

我这里假设的是，多核下的某一瞬间恰好两个CPU核中两个不同的线程刚好，同时锁住了一个信号量。 这里的同时。就是真正的同时。 这种情况应该算极端了。 用来同步的信号量本身，被两个不同的线程同一瞬间控制了。

[zj53hao]

其实这个问题，现实中应该基本不会出现这种变态情况，估计只有做这种极端实验的科学家才会碰上。
所以解决与否。不是很重要。 我们只要处理常态下的多线程同步和互斥。

感谢两位专家的提醒。暂不结贴，看看有没有其他的高论。

[intel_www]

这就是多线程编程中常见的数据竞争。解决的办法就是使用各种同步对象，比如锁，信号量等实现对共享数据的互斥访问。

[liangyi571]

“多核下的某一瞬间恰好两个CPU核中两个不同的线程刚好，同时锁住了一个信号量。”
这个情况不可能发生吧，会有总线仲裁机制来避免的，队员可以有22个，主裁判只有一个。至于变量冲突会经常发生，要看程序怎么写了。

[overcomeunicom990702]

[Quote=引用 3 楼 zj53hao 的回复:]
上面说的解决方案，是针对单核多线程的吧。，
我这里所说的是多核（或多CPU)下的极端情况。有没有这种可能性。

信号量和锁，也都是一个存储对象。 在单核下，无论怎么样。最后也只能是一个线程在一瞬间到达这里。所以可以用他们来解决，线程同步的问题。

我这里假设的是，多核下的某一瞬间恰好两个CPU核中两个不同的线程刚好，同时锁住了一个信号量。 这里的同时。就是真正的同时。 这种情况应该算极端了。 用来同步的信…
[/Quote]
在mp环境中，就是使用各种同步原语来保证对共享数据的互斥访问，比如mutex/semaphore/file lock等等
深入其底层，多是使用了lock prefix，lock prefix是锁住总线，并在下一条汇编指令执行完后失效，锁住总线的作用－－使得该 CPU对内存具有惟一的访问权限，其它CPU不能访问内存，这时候我们独占法对计数器的值进行修改，从而达到互斥的作用，可以从tag中搜索一把lock prefix

[intel_www]

lz真正的问题实际上是如何实现同步对象，6楼的回答是正确的答案。

[zj53hao]

明白，也就是物理上不可能同一瞬间，两个CPU能同时访问同一块内存区域。
这就引出多核下CPU还得排队等内存。似乎效率就低了点。
先结贴吧。

[intel_www]

[Quote=引用 8 楼 zj53hao 的回复:]
明白，也就是物理上不可能同一瞬间，两个CPU能同时访问同一块内存区域。
这就引出多核下CPU还得排队等内存。似乎效率就低了点。
先结贴吧。
[/Quote]

且不说怎么实现，这种操作的语义怎么定义呢？

多核下的CPU并不一定非要排队等待内存，在特定的cache策略下不同的核可以同时访问不同的内存地址空间而无序排队。而且多核上的程序在设计时就要尽量优化，避免不好的内存访问方式。

[zj53hao]

如果把自己分解成电子，随着总线听命着CPU指令，到处游荡。 那可能比 张艺谋的 万千壮士还壮观了。
呵呵。

多谢 Intel_WWW的分析。总有一天也深入到CPU内部探下秘。