基本原子操作

Table of Contents

• 1. 处理器支持的一系列原子操作
  • 1.1. CAS(Compare And Swap/Set)
    • 1.1.1. 函数原型
    • 1.1.2. 实现逻辑
    • 1.1.3. C++11标准库
  • 1.2. Fetch And Add
  • 1.3. Test And Set

1 处理器支持的一系列原子操作

1.1 CAS(Compare And Swap/Set)

详细内容参考 wiki, 下面是我的理解

1.1.1 函数原型

int compare_and_swap(int* reg, int oldval, int newval) {...}

1.1.2 实现逻辑

1. 根据传入的参数oldval和内存地址存放的值*reg比较
   
   1. 如果相同则让内存地址存放新值
      
   2. 如果不同则不做操作
      

      说明此时有竞争的线程抢先修改了内存地址存放的值,因此不做操作

2. 返回值有两种,因此实现代码也有两种,第一种比较方便因此推荐
   
   1. 如果操作成功则返回true,不成功返回false
      

      bool compare_and_swap(int *accum, int *dest, int newval){  if (*accum == *dest) {      *dest = newval;      return true;  } else {//此时有竞争的线程抢先修改了内存地址存放的值,因此不做操作      *accum = *dest;      return false;  }}

   2. 或者仅仅返回执行CAS操作前的内存存放的值
      

      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;}

1.1.3 C++11标准库

C++11标准提供了几个atomic_compare_exchange 开头的函数,以后演示如何使用.

1.2 Fetch And Add

在某个内存地址存储的值上增加一个值, 下面是段伪代码:

function FetchAndAdd(address location, int inc) {    int value := *location    *location := value + inc    return value}

C++11标准提供了atomic_fetch_add 前缀的函数

1.3 Test And Set

写新值入内存地址,并返回内存地址之前存放的值, 这可以通过spin技术实现lock函数. 伪码如下:

function TestAndSet(boolean_ref lock) {    boolean initial = lock    lock = true    return initial}

参考wiki

C++11标准提供了该功能

Author: dean

Created: 2015-12-15 二 23:18

Validate