CAS原子操作实现无锁及性能分析

1. 什么是CAS原子操作

   在研究无锁之前，我们需要首先了解一下CAS原子操作——Compare & Set，或是 Compare & Swap，现在几乎所有的CPU指令都支持CAS的原子操作，X86下对应的是 CMPXCHG 汇编指令。
   大家应该还记得操作系统里面关于“原子操作”的概念，一个操作是原子的(atomic)，如果这个操作所处的层(layer)的更高层不能发现其内部实现与结构。原子操作可以是一个步骤，也可以是多个操作步骤，但是其顺序是不可以被打乱，或者切割掉只执行部分。有了这个原子操作这个保证我们就可以实现无锁了。
   CAS原子操作在维基百科中的代码描述如下:

 int compare_and_swap(int* reg, int oldval, int newval)   {   ATOMIC();   int old_reg_val = *reg;   if (old_reg_val == oldval)      *reg = newval;       END_ATOMIC();      return old_reg_val;   }

也就是检查内存*reg里的值是不是oldval，如果是的话，则对其赋值newval。上面的代码总是返回old_reg_value，调用者如果需要知道是否更新成功还需要做进一步判断，为了方便，它可以变种为直接返回是否更新成功，如下：

  bool compare_and_swap (int *accum, int *dest, int newval)    {      if ( *accum == *dest ) {          *dest = newval;          return true;      }      return false;    }