5.3 同步操作和强制排序

假设你有两个线程，一个向数据结构中填充数据，另一个读取数据结构中的数据。为了避免恶性条件竞争，第一个线程设置一个标志，用来表明数据已经准备就绪，并且第二个线程在这个标志设置前不能读取数据。下面的程序清单就是这样的情况。

清单5.2 不同线程对数据的读写

#include <vector>
#include <atomic>
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>std::vector<int> data;
std::atomic_bool data_ready(false);void reader_thread()
{while(!data_ready.load())  {   // 1std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));}std::cout << "The answer = " << data[0] << "\n"; // 2
}void writer_thread()
{data.push_back(42);    // 3data_ready = true; // 4
}

先把等待数据的低效循环①放在一边（你需要这个循环，否则想要在线程间共享数据就是不切实际的：数据的每一项都必须是原子的）。你已经知道，当非原子读②和写③对同一数据结构进行无序访问时，将会导致未定义行为的发生，因此这个循环就是确保访问循序被严格的遵守的。

强制访问顺序是由对std::atomic<bool>类型的data_ready变量进行操作完成的；这些操作通过“先行发生”(happens-before)和“同步发生”(synchronizes-with)确定必要的顺序。写入数据③的操作，在写入data_ready标志④的操作前发生，并且读取标志①发生在读取数据②之前。当data_ready①为true，写操作就会与读操作同步，建立一个“先行发生”关系。因为“先行发生”是可传递的，所以写入数据③先行于写入标志④，这两个行为又先行于读取标志的操作①，之前的操作都先行与读取数据②，这样你就拥有了强制顺序：写入数据先行与读取数据，其他没问题了。图5.2展示了先行发生在两线程间的重要性。我向读者线程的while循环中添加了一对迭代。

图5.2 对非原子操作，使用原子操作对操作进行强制排序

所有事情看起来非常直观：对一个值来说，写操作必然先于读操作！在默认它们都是原子操作的时候，这无疑是正确的(这就是原子操作为默认属性的原因)，不过这里需要详细说明：原子操作对于排序要求，也有其他的选项，会在稍后进行详述。

现在，你已经了解了“先行发生”和“同步发生”操作，也是时候看看他们真正的意义了。我将从“同步发生”开始说起。

5.3.1 同步发生

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