无锁场景下两个进程访问共享内存的intVar、pidVar取值疑问

1. 两个进程均完成累加后，intVar的最终值是否每次运行都保持一致？ #

结论是不能保证一致。
普通int的累加操作本身不是原子指令，在CPU层面会被拆分为三步：从共享内存读取当前值到寄存器、寄存器执行加法计算、将计算结果写回共享内存。全程无锁的情况下，这三步中间随时可能被操作系统打断切换到另一个进程，或者两个进程在不同CPU核心上并行执行，非常容易出现竞态：

• 举个实际场景：假设进程A要加1，进程B要加2，初始值是5。如果进程A刚读完值为5，还没来得及写回计算结果6，进程B也读到了值为5，计算得到7后写回，之后进程A再把自己的6写回，最终结果就是7，而不是预期的5+1+2=8。
  这种情况会不会出现完全看操作系统的调度时机，所以每次运行的结果没有确定性。

2. 共享内存中pidVar的最终取值是否完全随机？ #

结论是不是真正的随机，但上层应用无法预判结果。
首先，对齐的pid_t类型的单次读、写操作在绝大多数主流架构上都是原子的，不会出现一半是进程A的pid、一半是进程B的pid的脏数据，最终的结果只会是两个进程其中之一的pid，不可能还保持初始的0。
最终哪个进程的pid会留下来分两种情况：

• 第一个写入pid的进程执行完写入操作后，第二个进程才读取pidVar，此时第二个进程发现值不是0就不会写入，结果就是第一个进程的pid。
• 两个进程都先读到了pidVar为0的状态，之后先后执行写入操作，最终结果是后完成写入的那个进程的pid。
  不管是哪种情况，结果都取决于操作系统的进程调度时序、CPU核心的执行顺序等底层因素，不是真随机事件，但上层程序没有办法稳定预测每次运行的结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Agrudge Amicus