[게임서버 섹션2 Note] Atomic

공유 자원의 문제

#include <iostream>
#include <thread>

int32 sum = 0;

void Add()
{
	for (int32 i = 0; i < 1'000'000; i++)
	{
		sum++;
	}
}

void Sub()
{
	for (int32 i = 0; i < 1'000'000; i++)
	{
		sum--;
	}
}

int main()
{
	std::thread t1(Add);
	std::thread t2(Sub);

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

	cout << sum << endl;

}

위의 코드처럼

두 스레드에 각각 더하기와 빼기를 실행시키면

결과는 0이 아닌 이상한 값이 나온다

 

조금 더 정확하게 코드를 살펴보면

사실 sum++ 코드는 사실 한 줄로 작성된 코드이지만

실제로 어셈블리어를 확인해보면

아래의 코드처럼

사실 3단계의 과정으로 이루어져 있다

sum++;

// 실제 내부 동작
int32 eax = sum;
eax = eax + 1;
sum = eax;

 

따라서 더하기와 빼기가 한 사이클 동작하는 예시를

아래의 코드를 통해 알아보자

int32 sum = 0;

void Add()
{
	for (int32 i = 0; i < 1'000'000; i++)
	{
		//sum++;

		int32 eax = sum;// 1) eax: 0 sum: 0
		eax = eax + 1;// 3) eax: 1 sum: 0
		sum = eax;// 4) eax: 1 sum: 1
	}
}

void Sub()
{
	for (int32 i = 0; i < 1'000'000; i++)
	{
		//sum--;

		int32 eax = sum;// 2) eax: 0 sum: 0
		eax = eax - 1;// 5) eax: -1 sum: 0
		sum = eax;// 6) eax: -1 sum: -1
	}
}

위의 코드 순서처럼 한 사이클이 동작한다면

분명 Add가 한번 Sub가 한번 진행되었지만

최종적으로 sum에는 0이 아닌 -1이 저장된다

이처럼 공유자원을 여러 스레드에서 접근을 하면

문제가 발생한다

 

Atomic

위의 문제를 해결하는 한 가지 방법 중 Atomic이 있다

공유자원 변수에 Atomic을 사용하면,

해당 변수에 대해 다른 스레드가 작업을 한다면

그 작업이 끝날 때까지 기다린다

따라서 Add 중에는 Sub를 기다리고

Sub 중에는 Add를 기다리기에 서로 침범하지 않는다는 것이다

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include "CorePch.h"
#include <thread>
#include <atomic>

atomic<int32> sum = 0;

void Add()
{
	for (int32 i = 0; i < 1'000'000; i++)
	{
		//sum++;
		sum.fetch_add(1);
	}
}

void Sub()
{
	for (int32 i = 0; i < 1'000'000; i++)
	{
		//sum--;
		sum.fetch_add(-1);
	}
}

int main()
{
	std::thread t1(Add);
	std::thread t2(Sub);

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

	cout << sum << endl;// 0 출력

}