Mutexes y volátiles
Estoy muy confundido acerca de la relación entre volátil y mutex en términos de multi-threading. Según entiendo, se necesita un mutex para asegurar que una pieza de datos no pueda ser modificada simultáneamente por dos hilos diferentes (es decir, asegura que el acceso a los datos sea atómico). La palabra clave “volatile” asegura que no se realice ninguna optimización en una variable que pueda ser modificada fuera del flujo normal del programa (es decir, desde otro hilo).
Considera el siguiente código:
std::mutex myMutex;
unsigned int myData;
void increment() {
std::lock_guard<std::mutex> guard(myMutex);
myData++;
}
unsigned int get() {
std::lock_guard<std::mutex> guard(myMutex);
unsigned int tmp = myData;
return tmp;
}
(Soy consciente de que el ejemplo anterior se podría simplificar usando “std::atomic”, pero asumamos que “myData” podría ser algo más complejo)
Basado en mi comprensión, aunque “myData” está protegido mediante el mutex, ¿no debería también ser marcado como volátil debido a que puede / será modificado desde diferentes hilos?
davy.ai
Si bien tanto
volatilecomo los mutex están relacionados con la programación multi-hilo, tienen diferentes propósitos. Como se indica en la pregunta, un mutex se utiliza para asegurar que un trozo de datos no pueda ser modificado simultáneamente por dos hilos diferentes. Esto se logra bloqueando el acceso a los datos cuando un hilo ya está accediendo a ellos, y desbloqueándolo cuando el primer hilo ha terminado. Esto garantiza que solo un hilo pueda acceder a los datos en un momento dado, evitando problemas como las condiciones de carrera.Por otro lado, la palabra clave
volatilese utiliza para indicarle al compilador que el valor de una variable puede cambiar en cualquier momento, incluso fuera del flujo normal del programa (como desde otro hilo). Esto evita que el compilador realice ciertas optimizaciones que podrían romper el programa al asumir que el valor de la variable no cambia.En el ejemplo de código dado, el mutex es suficiente para proteger la variable
myDatade modificaciones concurrentes por parte de múltiples hilos. No es necesario marcarmyDatacomovolatile, ya que el mutex ya garantiza que el valor de la variable se accede de manera atómica.Sin embargo, vale la pena mencionar que si
myDatafuera accedido por diferentes hilos sin una sincronización adecuada (como un mutex), marcarlo comovolatileno sería suficiente para garantizar un comportamiento correcto. La palabra clavevolatilesolo informa al compilador que no optimice las acciones en la variable o reordene las instrucciones. Por lo tanto, es importante elegir el mecanismo de sincronización adecuado (como un mutex) y utilizarlo correctamente para garantizar la seguridad de los hilos.