C++ atomic compare_and_exchange方法困惑

neodreamerus

我知道gcc提供了如下內(nèi)建函數(shù)，
__sync_bool_compare_and_swap, 在x86上會(huì)編譯成 lock cmpxchg指令
可對(duì)內(nèi)存進(jìn)行原子訪問。

這個(gè)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(gè)函數(shù)做的事情，應(yīng)該是這樣的：

1. 
   
2. 
   
3. bool  __sync_bool_compare_and_swap(int* ptr, int oldval, int newval) {
   
4. 
   
5.      if (*ptr == oldval) {
   
6.            *ptr = newval;
   
7.             return true;
   
8.      } else return false;
   
9. }
   
10. 
    

復(fù)制代碼

這也是通常的CAS實(shí)現(xiàn)的語義。這個(gè)函數(shù)可以用來實(shí)現(xiàn)無鎖。

在C++11中，有一個(gè)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(gè)方法的語義看起來和 CAS不太一樣。
這個(gè)方法的運(yùn)行結(jié)果用C表示大概是這樣的：

1. 
   
2. 
   
3. bool  atomic_compare_exchange(int* ptr, int* oldval, int newval) {
   
4. 
   
5.      if (*ptr == *oldval) {
   
6.            *ptr = newval;
   
7.             return true;
   
8.      } else {
   
9.             *oldval = *ptr;
   
10.             return false;
    
11.      }
    
12. }
    
13. 
    

復(fù)制代碼

我看了后很困惑，我查了一些資料，也是說這個(gè)方法是用來實(shí)現(xiàn)無鎖的，通常放在一個(gè)while中循環(huán)直到返回true.
問題是，這個(gè)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。

neodreamerus

回復(fù) 1# neodreamerus


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

找到一個(gè)使用 std::atomic 實(shí)現(xiàn)無鎖鏈表的簡(jiǎn)單例子。學(xué)習(xí)一下。

1. 
   
2. 
   
3. #include <atomic>
   
4. 
   
5. template<typename T>
   
6. class List {
   
7. public:
   
8.   void append(const T& value);   // see below
   
9. 
   
10. private:
    
11.   struct Node {
    
12.     T data;
    
13.     Node *next;
    
14.   };  
    
15. 
    
16.   std::atomic<Node*> head;
    
17. };
    
18. 
    
19. template<typename T>
    
20. void List<T>::append(const T& value)
    
21. {
    
22.   Node *newNode = new Node { value };
    
23.    
    
24.   Node* headNode;
    
25.   do {
    
26.     headNode = head;
    
27.     newNode->next = head;
    
28.   } while (!std::atomic_compare_exchange_weak(&head, &headNode, newNode));
    
29.   // or while (!head.compare_exchange_weak(headNode, newNode));
    
30. }
    
31. 
    
32. int main()
    
33. {
    
34.   List<int> li;
    
35.   li.append(10);
    
36. }
    
37. 
    

復(fù)制代碼

zhouzhenghui

就是一個(gè)返回最新值，一個(gè)沒有返回的區(qū)別，返回的話，后續(xù)可以少一個(gè)load操作，也許但不一定有加快速度的幾率。

bruceteen

第二個(gè)實(shí)現(xiàn)最好吧
第一個(gè)實(shí)現(xiàn)，在失敗后，你還得手工重置oldval=*ptr，否則以后全是失敗