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標(biāo)題: C++ atomic compare_and_exchange方法困惑 [打印本頁]

作者: neodreamerus 時間: 2016-07-27 12:38
標(biāo)題: C++ atomic compare_and_exchange方法困惑
我知道gcc提供了如下內(nèi)建函數(shù)，
__sync_bool_compare_and_swap, 在x86上會編譯成 lock cmpxchg指令
可對內(nèi)存進行原子訪問。

這個函數(shù)的原型是
bool __sync_bool_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval, ...)
type是整數(shù)，比如int。

如果用C來表示這個函數(shù)做的事情，應(yīng)該是這樣的：

bool __sync_bool_compare_and_swap(int* ptr, int oldval, int newval) {
if (*ptr == oldval) {
*ptr = newval;
return true;
} else return false;
}

復(fù)制代碼

這也是通常的CAS實現(xiàn)的語義。這個函數(shù)可以用來實現(xiàn)無鎖。

在C++11中，有一個atomic庫，里面的atomic<T>模板類，
其中有方法叫 compare_exchange_weak/strong.
關(guān)于weak和strong的差別我理解了，可以看這里 http://www.cplusplus.com/referen ... are_exchange_strong。

我的問題是，這個方法的語義看起來和 CAS不太一樣。
這個方法的運行結(jié)果用C表示大概是這樣的：

bool atomic_compare_exchange(int* ptr, int* oldval, int newval) {
if (*ptr == *oldval) {
*ptr = newval;
return true;
} else {
*oldval = *ptr;
return false;
}
}

復(fù)制代碼

我看了后很困惑，我查了一些資料，也是說這個方法是用來實現(xiàn)無鎖的，通常放在一個while中循環(huán)直到返回true.
問題是，這個方法如果第一次調(diào)用是false的話，第二次調(diào)用肯定是true了。

作者: neodreamerus 時間: 2016-07-27 15:32
回復(fù) 1# neodreamerus

網(wǎng)上收了一陣后有點明白了， std::atomic 實現(xiàn)的CAS 和 __sync_bool_compare_and_swap確實有點不一樣，
但是能實現(xiàn)相同的效果。

找到一個使用 std::atomic 實現(xiàn)無鎖鏈表的簡單例子。學(xué)習(xí)一下。

#include <atomic>
template<typename T>
class List {
public:
void append(const T& value); // see below
private:
struct Node {
T data;
Node *next;
};
std::atomic<Node*> head;
};
template<typename T>
void List<T>::append(const T& value)
{
Node *newNode = new Node { value };
Node* headNode;
do {
headNode = head;
newNode->next = head;
} while (!std::atomic_compare_exchange_weak(&head, &headNode, newNode));
// or while (!head.compare_exchange_weak(headNode, newNode));
}
int main()
{
List<int> li;
li.append(10);
}

復(fù)制代碼

作者: zhouzhenghui 時間: 2016-07-28 00:55
就是一個返回最新值，一個沒有返回的區(qū)別，返回的話，后續(xù)可以少一個load操作，也許但不一定有加快速度的幾率。

作者: bruceteen 時間: 2016-07-28 09:18
第二個實現(xiàn)最好吧
第一個實現(xiàn)，在失敗后，你還得手工重置oldval=*ptr，否則以后全是失敗

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