Печать страницы - Потокобезопасность простой операции

Название: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: Igors от Декабрь 02, 2009, 20:52

Добрый вечер

Прошу прощения если вопрос глупый, может просто устал переделывая задачу для всех процессоров.
Выполняется очень простая операция.

Код:

theSum.red += сolor.red;

theSum - общий, доступен всем ниткам. сolor свой у каждой нитки (локальная переменная). Члены классов red - оба float

Вопрос: это thread-safe ("потокобезопасно") или нет? (мое мнение "нет").

Спасибо

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: niXman от Декабрь 02, 2009, 21:09

Не безопасно!
А тем более что речь идет о нескольких платформах.
Эта операция находится в функции? Покажите ее.

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: Igors от Декабрь 02, 2009, 21:24

Цитата: niXman от Декабрь 02, 2009, 21:09

Ну "дословно" показывать никакой ясности не внесет, а смысл такой

Цитировать

struct ARGB {
float alpha, red, green, blue;
};

ARGB theSum; // глобальная переменная
....

void ThreadFunc( void * ) // рабочая ф-ция нитки
{
...
ARGB color;
EvalColor(&color);
...
theSum.red += color.red;
...
}

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: lit-uriy от Декабрь 02, 2009, 22:00

Несильно в этом понимаю, но, а что если написать volatile перед ARGB theSum? Вроде как компилер, должен теперь боятся её изменения "вдруг" и прнимать спецмеры.

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: niXman от Декабрь 02, 2009, 23:29

Код

C++ (Qt)
struct ARGB {
  QMutex mutex;
  float alpha, red, green, blue;
};
 
ARGB theSum;  // глобальная переменная
....
 
void ThreadFunc( void * )   // рабочая ф-ция нитки
{
  ...
  ARGB color;
  EvalColor(&color);
  ...
  theSum.mutex.lock();
  theSum.red += color.red;
  theSum.mutex.unlock();
  ...
}

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: Alex Custov от Декабрь 03, 2009, 00:25

Цитата: lit-uriy от Декабрь 02, 2009, 22:00

а что если написать volatile перед ARGB theSum?

Это оградит от оптимизации, а не от параллельного доступа.

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: lit-uriy от Декабрь 03, 2009, 00:54

Цитировать

а не от параллельного доступа.

почему?

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: Alex Custov от Декабрь 03, 2009, 01:35

Цитата: lit-uriy от Декабрь 03, 2009, 00:54

Цитировать

а не от параллельного доступа.

почему?

потому что volatile - это compile-time вещь, а доступ к переменным - run-time. Ты не можешь в compile-time гарантировать (без локов), что переменная запишется корректно при доступе из разных потоков. Алёна немного писала про это http://alenacpp.blogspot.com/2006/04/volatile.html

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: spectre71 от Декабрь 03, 2009, 08:07

Цитата: niXman от Декабрь 02, 2009, 23:29

Код

C++ (Qt)
...

Немножко не так. QMutex неимоверно дорогой для простейших операций.

Код

C++ (Qt)
struct ARGB {
  float alpha, red, green, blue; 
  inline void lock    (void) {while (!mutex.testAndSetAcquire(0, 1));}
  inline void unlock  (void) {mutex.testAndSetRelease(1, 0);)
private:
  QAtomicInt mutex;
};
 
ARGB theSum;  
....
 
void ThreadFunc( void * )   
{
  ...
  ARGB color;
  EvalColor(&color);
  ...
  theSum.lock();
  theSum.red += color.red;
  theSum.unlock();
  ...
}

Или так

Код

C++ (Qt)
struct ARGB {
  float alpha, red, green, blue; 
};
 
struct SimpleLocker {
  inline void lock    (void) {while (!mutex.testAndSetAcquire(0, 1));}
  inline void unlock  (void) {mutex.testAndSetRelease(1, 0);)
private:
  QAtomicInt mutex;
};
 
ARGB theSum;  
SimpleLocker SumMutex;
....
 
void ThreadFunc( void * )   
{
  ...
  ARGB color;
  EvalColor(&color);
  ...
  SumMutex.lock();
  theSum.red += color.red;
  SumMutex.unlock();
  ...
}

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: BRE от Декабрь 03, 2009, 08:41

Процессор же кушать будет? Не?

Код

C++ (Qt)
while (!mutex.testAndSetAcquire(0, 1));

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: spectre71 от Декабрь 03, 2009, 09:02

Цитата: BRE от Декабрь 03, 2009, 08:41

Процессор же кушать будет? Не?

Код

C++ (Qt)
while (!mutex.testAndSetAcquire(0, 1));

Будет! Для представленной задачи подходит, в типичной ситуации(когда кто-то уже заблокировал, очень редкая в данном случае) крутимся в цикле очень не долго(несколько итераций цикла).

Вообще-то все нормальные реализации Mutex (в QT не нормальный) устроены так:
Попытка заблокировать:
1) Крутимся на атоме N раз но не меньше 1 (N задается в конструкторе мьютекса или в методе lock, может быть и 0) - очень дешево
Если не заблокировали
2) Дальше устанавливаем сигнал и перходим в спячку - очень дорого
3) Просыпаемся по сигналу - очень дорого

В QT - так:
1) Проверяем атом 1 раз
Если не заблокировали
2) Дальше устанавливаем сигнал и перходим в спячку - очень дорого
3) Просыпаемся по сигналу - очень дорого

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: niXman от Декабрь 03, 2009, 09:06

Цитировать

Немножко не так. QMutex неимоверно дорогой для простейших операций.

Ну раз уж на то пошло, то нужно использовать WriteLock. Чтоб для операций чтения блокировка вообще не использовалась :P

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: spectre71 от Декабрь 03, 2009, 09:13

Цитата: niXman от Декабрь 03, 2009, 09:06

Цитировать

Немножко не так. QMutex неимоверно дорогой для простейших операций.

Только для Int и для замены указаталя :)
А в данном случае float!

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: Igors от Декабрь 03, 2009, 12:06

Спасибо за ответы. Как я понял, все считают что начальный текст НЕ потокобезопасен. Бог с ними с определениями, хотелось бы узнать: чем мне это гроэит? Я завалю нитку? Вылечу? Разумеется я обнуляю theSum перед запуском ниток и читаю ее только после того как все нитки завершены (в нитках только добавляю в нее).

Другими словами, во что выльется неудобоваримое "непотокобезопасно!"?

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: BRE от Декабрь 03, 2009, 12:33

Цитата: Igors от Декабрь 03, 2009, 12:06

Другими словами, во что выльется неудобоваримое "непотокобезопасно!"?

В неправильное значение theSum, только и всего. :)

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: spectre71 от Декабрь 03, 2009, 12:34

Цитата: Igors от Декабрь 03, 2009, 12:06

В результате "гонок":
a) можно получить "мусор" в theSum.red
b) можно считать не правильное значение из theSum.red

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: Alp от Декабрь 03, 2009, 12:50

x += y раскрывается в x = x+y

Для двух потоков:
1. Поток0: Вычисляется x + y0 (=x')
2. Поток1: Вычисляется x + y1 (=x'')
3. Поток0: x = x'
4. Поток1: x = x''

В итоге теряется первое присвоение. Я не в курсе что там насчет атомарности суммирования флоатов, может и в них ошибка набежать.

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: Igors от Декабрь 03, 2009, 13:27

Цитата: alp от Декабрь 03, 2009, 12:50

x += y раскрывается в x = x+y

Это правильно "по существу" но код в обоих случаях разный (это не макрос который раскрывается)

Происходит следующее

1) theSum.red и color.red принимаются на регистры (может только theSum.red)
2) выполняется сложение, результат в регистре
3) содержимое регистра записывается в theSum.red

Если не принимать мер, это не работает правильно с 2-мя и более нитками, т.к. др. нитка может "вклиниться" между 1 и 3.

Я выбрал такой способ решения (за счет усложнения кода)

Код:

struct ARGB {
  float alpha, red, green, blue;
};

ARGB theSum[MAX_NUM_THREAD];  // глобальная переменная
....

void ThreadFunc( void * data )   // рабочая ф-ция нитки
{
  ...
  ARGB color;
  EvalColor(&color);
  ...
  theSum[data->threadIndex].red += color.red;
  ...
}

Название: Re: Потокобезопасность простой операции
Отправлено: lit-uriy от Декабрь 03, 2009, 16:44

>>x += y раскрывается в x = x+y
как сказал Igors, это просто логическое раскрытие. Это самостоятельный оператор.
Посмотри описание классов Qt API, в некоторых увидишь перегрузку такого оператора "+=" (или подобного, например "&=").

Russian Qt Forum

Qt => Общие вопросы => Тема начата: Igors от Декабрь 02, 2009, 20:52