Решил я таки попытаться реализовать систему параллельных вычислений, похожую на так называемую Job System, что описана в известной книге Джейсона Грегори по игровым движкам. А так как опыта в многопоточности у меня нет, то в процессе написания возникают вопросы.
Постараюсь выдать тут концентрат одного такого назревшего вопроса. Допустим, имеются два потока. Первый ждёт некоторой задачи, в бесконечном цикле проверяя разделяемую переменную-указатель на класс этой задачи. Этот указатель объявлен, разумеется, как volatile, чтобы применялось обращение к памяти, а не к регистрам. Вот псевдокод:
//В потоке 1
CWorkThread::MainFunc()
{
...
while (!m_pExpectJob); //ждём задачу (указатель m_pExpectJob является volatile)
m_pExpectJob->JobFunc(); //выполняем задачу
...
}
Второй поток, соответственно, заносит эту задачу в поле m_pExpectJob ожидающего потока, пускай как-то так:
//В потоке 2
CWorkThread::MainFunc()
{
...
pWaitThread->m_pExpectJob = m_pJobQueue->TakeJob(); //передаём задачу на выполнение
...
}
Собственно вопрос: насколько работоспособен такой подход на многоядерных процессорах?
Я как рассуждаю: операции непосредственного чтения и записи в память (инструкция mov) уже сами по себе неделимы, а значит дополнительная синхронизация с помощью каких-либо мьютексов или атомиков по идее не нужна. Однако так ли это на самом деле? Может ли одновременное обращение к данной переменной из разных ядер (одно на чтение, второе на запись) привести к сбою? Или могут ли проблемы возникнуть с кэшем (L1 и L2, насколько я знаю, являются локальными для ядер, а значит в основную память корректное значение вроде как может и не попасть)?
Может всё-таки лучше использовать атомарные операции, в которых есть блокировка шины (префикс lock), например такие, как InterlockedIncrement()? Однако, блокировка шины в цикле, как я полагаю, может привести к потере производительности, если цикл затянется. По-этому и интересует работоспособность варианта без блокировки.
m_pExpectJob
должна быть с атрибутомvolatile
. Иначе компилятор не будет смотреть постоянно туда и сделает вам бесконечный цикл. В принципе, если задача только ожидать задачу, то и такое сойдёт. Но вот если, бы переменная не влазила в регистр процессора, то была-бы лажа. Вы бы выполняли "пол-задачи" (адреса ещё не дописали до-конца). Надёжнее всё-таки использовать atomic переменные.volatile
не делает обращение к переменной из нескольких потоков безопасным. Все ваши рассуждения неверные. Используйте примитивы синхронизации из стандартной библиотеки или же atomic оттуда же.