C 11의 휘발성 변수

C 11 표준에 멀티스레드 머신 모델이 도입되면서 휘발성 변수의 동작에 대한 의문이 제기됩니다. 이는 동시 환경에서 정의되지 않은 동작을 초래할 수 있는 최적화를 방지하기 위해 전통적으로 사용되어 왔습니다.

C 98/03에서 메모리 모델의 멀티스레딩 인식 부족은 컴파일러가 최적화할 수 있음을 의미했습니다. 휘발성 변수를 읽은 후 변수의 값이 변경되기를 기다리는 끝없는 while 루프의 악명 높은 예로 이어집니다.

그러나 C 11 메모리 모델은 변수에 대한 동시 액세스 가능성을 인정합니다. 이는 휘발성이 이제 더 이상 사용되지 않음을 의미합니까?

컴파일러 최적화 및 정의되지 않은 동작

답은 C 11 메모리 모델의 미묘한 특성에 있습니다. 멀티스레딩을 인식하지만 적절한 동기화 없이 변수에 액세스할 때 정의되지 않은 동작이 발생할 가능성을 제거하지는 않습니다. 멀티 스레드 환경에서도 공유 변수에 대한 비원자적 액세스는 정의되지 않은 상태로 유지됩니다.

휘발성 int x;
void func() {
x = 0;
while (x = = 0) {}
}

따라서 예시 코드에서 컴파일러는 여전히 while 루프에서 x 읽기를 자유롭게 최적화하여 정의되지 않은 동작을 발생시킵니다. 휘발성은 스레딩 동작이 아닌 메모리 액세스에만 영향을 미칩니다.

메모리 장벽 및 스레딩 무결성

스레딩 무결성에는 한 스레드에서 다른 스레드로의 쓰기 가시성을 보장하기 위한 적절한 동기화 메커니즘이 필요합니다. . C 11 메모리 모델은 쓰기가 다른 스레드에 표시되는 시기와 방법을 구체적으로 정의합니다. 휘발성은 이 요구 사항을 해결하지 않습니다.

휘발성은 컴파일러가 변수에서 메모리 읽기를 최적화할 수 없음을 보장하지만 스레드 가시성에 대한 보장은 제공하지 않습니다. 잠금 또는 원자적 작업과 같은 동기화 구성에 의해 발행된 메모리 장벽은 쓰기가 코어 간에 동기화되도록 보장하는 데 필요합니다.

결론

C 11에서는 휘발성이 여전히 관련성을 유지합니다. 잘못된 메모리 액세스로 이어질 수 있는 최적화를 방지합니다. 그러나 다중 스레드 프로그래밍에는 충분하지 않습니다. 동시 환경에서 스레드 무결성과 정의된 동작을 보장하려면 적절한 동기화 메커니즘이 여전히 필요합니다.