что такое неделимая операция семафора?

#cpp

"Неделимая операция - это операция, которая не может быть прервана."  Непонятно это
объяснение. Могли бы вы осветить более развернуто этот момент и если возможно с примером
кода.
    

Ответы

Ответ 1

Два параллельных потока выполнения представляете? Нет никаких гарантий, кто что и
когда делает. Вплоть до того, что вы выполняете присваивание типа

long long x = f(y);


где long long - 8 байт, а запись при этом идет по 4 байта - пишется одно слово, затем
второе. Так вот, параллельное выполнение не гарантирует не только что никто не вклинится
между вычислением функции и присвоением результата, но что даже такое сохранение будет
выполнено без вмешательства другого потока. И если есть

Поток 1                     Поток 2
x = 0xFFFF0000;             x = 0xABCD1234;


то в результате может оказаться, что x не равно ни первому значению, ни второму,
а, скажем, x == 0xFFFF1234. Специально привел пример понеприятнее.

А неделимая операция - во время выполнения которой переключение между потоками гарантированно
не произойдет.

Так более-менее понятно?

Семафор - есть такой std::mutex, и если вы выполнили для него lock(), то пока не
будет выполнен unlock(), все прочие операции lock() заставляют поток ожидать.

std::mutex m;

Поток 1                     Поток 2
m.lock();                   m.lock(); 
x = 0xFFFF0000;             x = 0xABCD1234;
m.unlock();                 m.unlock();


Тут вы гарантируете, что как бы причудливо не переплетались эти потоки, но x не примет
какого-то непонятного значения, а будет либо 0xFFFF0000, если первым захватил мьютекс
второй поток, либо 0xABCD1234 - если первый. Т.е., например, первый поток пришел первым,
вызвал lock(). Пришел второй поток, вызвал lock() - и остановился в ожидании, пока
мьютекс не будет освобожден. Первый поток выполнил присваивание, вызвал unlock() и
пошел дальше. И только теперь вызов lock() вторым потоком завершится, и он сможет выполнять
свое присваивание.

Примерно так...


Ответ 2

На практике я чаще встречаю синоним: атомарная операция (прямой перевод). Это операция,
которая для "сторонних наблюдателей" (других потоков?) гарантированно не может быть
"в процессе": она либо уже выполнилась, либо ещё не началась.

Неделимая, потому что для наблюдателей снаружи она не может быть разделена на отдельные
наблюдаемые шаги.

Эти операции важны, когда к некоторому элементу данных обращаются несколько потребителей
без синхронизации (никто не говорит им, когда смотреть можно, а когда нет), и каждый
потребитель должен видеть этот элемент данных в целостном состоянии.

Как семафор должен быть в состояниях закрыт/открыт.