C++ atomare Lese-/Schreib-Missverständnis

Question

Warum Programm mit diesem Code manchmal "2" druckt?

int main() { 
    std::atomic<int> a; 
    a = 0; 

    std::thread t1([&]{++a;}); 
    std::thread t2([&]{a++;}); 
    std::thread t3([&]{ 
     a = a.load() + 1; 
    }); 

    t1.join(); 
    t2.join(); 
    t3.join(); 

    if (a != 3) { 
     std::cout << "a: " << a << std::endl; 
    } 
} 

Ich habe gedacht std::atomic garantiert, dass alle Operationen atomar erfolgen wird also hier das Schreiben (Erhöhen) eine Speicherbarriere verwenden und wir werden immer 3 am Ende des Threads arbeiten. Ich habe den Code erforscht und herausgefunden, dass der Problemthread t3 ist, aber ich kann nicht verstehen, warum es falsch ist.

Answer 1

t3 führt im Gegensatz zu den beiden anderen Threads keine atomare Addition durch. Stattdessen lädt es a atomar, führt die Arithmetik (add 1) auf einem temporären aus, und speichert diesen neuen Wert atomar wieder zu a. Dies überschreibt a unabhängig von atomaren Operationen, die dazwischen geschehen könnten.

So können Sie das folgende Szenario haben:

1. t1 oder t2 atomar Zuwachs a, die jetzt gleich 1.
2. t3 atomar lädt 1.
3. t1 oder t2 atomar Zuwachs a das ist jetzt gleich 2.
4. t3 führt eine nicht-atomare hinzufügen auf dem previo Usly geladener Wert und speichert automatisch 2.