Скотт Мейерс - Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

register = x.load(); // Чтение x в регистр

std::atomic y( register ); // Инициализация y

// значением регистра

y.store( register ); // Сохранение значения

// регистра в y

В результате, как можно видеть, чтение из xвыполняется только один раз, и этой разновидности оптимизации следует избегать при работе с особой памятью. (Эта оптимизация не разрешена при работе с переменными volatile.) Таким образом, ситуация должна быть очевидна.

• std::atomicприменяется в параллельном программировании, но не для доступа к особой памяти.

• volatileприменяется для доступа к особой памяти, но не в параллельном программировании.

Поскольку std::atomicи volatileслужат разным целям, они могут использоваться совместно:

volatile std::atomicvai; // Операции над vai атомарны

// и не могут быть удалены

// при оптимизации

Этот может оказаться полезным, когда vai соответствует ячейке отображаемого на память ввода-вывода, обращение к которой выполняется несколькими потоками.

Последнее примечание: некоторые разработчики предпочитают использовать функции-члены loadи storeтипа std::atomicдаже там, где это не требуется, поскольку это четко указывает в исходном тексте на то, что данные переменные не являются “обычными”. Подчеркивание этого факта не является необоснованным. Доступ к std::atomicобычно гораздо медленнее, чем к переменным, не являющимся std::atomic, и мы уже видели, что использование std::atomicпредотвращает определенное переупорядочение кода, которое иначе было бы разрешено. Вызовы загрузок и сохранений std::atomicмогут тем самым помочь в идентификации потенциальных узких мест масштабируемости. С точки зрения корректности отсутствие вызова storeу переменной, предназначенной для передачи информации в другие потоки (например, флаг, указывающий доступность данных), может означать, что эта переменная не объявлена как std::atomic, хотя должна быть таковой.

Однако в большей степени это вопрос стиля, и как таковой он не имеет отношения к выбору между std::atomicи volatile.

• std::atomicприменяется для обращения нескольких потоков к данным без использования мьютексов. Это инструмент параллельного программирования.

• volatileприменяется для памяти, чтения и записи которой не должны удаляться при оптимизации. Это инструмент для работы с особой памятью.

Для каждого общего метода или возможности С++ имеются условия, когда его применение является разумным, и обстоятельства, в которых его не следует применять. Обычно описание того, когда имеет смысл применение некоторого общего метода или возможности, достаточно простое, но в данной главе описываются два исключения из этого правила: общий метод (передача по значению) и общая возможность (размещение (emplacement)). Решение об их применении зависит от такого большого количества факторов, что лучший совет, какой я могу дать, сводится к рассмотрению возможности их применения. Тем не менее оба они являются важными составляющими эффективного современного программирования на С++, и приведенная в разделах этой главы информация необходима для принятия вами решения об их применении в своих программах.

Некоторые параметры функций предназначаются для копирования [29] В данном разделе “копирование” параметра в общем случае означает его использование как источника для операций копирования или перемещения. Помните, что в С++ нет терминологического различия между копированием, выполняемым с помощью операции копирования, и копированием с помощью операции перемещения. . Например, функция-член addNameможет копировать свой параметр в закрытый контейнер. Для эффективности такая функция должна копировать аргументы, являющиеся lvalue, но перемещать аргументы, являющиеся rvalue:

class Widget {

public:

void addName( const std::string&newName) // lvalue;

{ names.push_back(newName); } // копируем

void addName( std::string&&newName) // rvalue;

{ names.push_back(std::move(newName)); } // перемещаем

// См. применение std::move в разделе 5.3

…

private:

std::vector names;

};

Этот способ работает, но требует двух функций, выполняющих, по сути, одни и те же действия. Это несколько раздражает: надо объявить две функции, реализовать две функции, документировать две функции и наконец поддерживать также две функции! Тьфу…