比較一些原子交換其他

Question

我今天需要做的與原子操作相當棘手，我想要一些幫助。概括地說，我想原子執行以下操作：

/* begin of atomicity */ 
if (--counter == 0) 
{ 
    Widget* widget = nullptr; 

    swap(some_widget, widget); 

    /* end of atomicity */ 

    // use local 'widget' here 
} 
/* end of atomicity */ 

我知道C++ 11個原子能和內部函數。前面的代碼只是僞，旨在顯示我想要以原子方式發生的事情。我知道一種解決方案是使計數器有一個「過渡」狀態（例如0xFFFFFFFF），並且只改變它的值首先移動到這個過渡，然後到一個新的值：它基本上類似於自旋鎖。任何想法如何有效地（即沒有螺旋鎖，沒有mutexes，可能沒有等待）？

非常感謝。

Answer 1

假設C++ 11，你想做一個原子fetch_and_add，然後處理結果。

例如：

std::atomic<int> counter = 20; 

if (counter.fetch_sub(1) == 1) /* return value is old value */ 
{ 
    Widget* widget = nullptr; 
    swap(some_widget, widget); 
} 

如果在計數器跨線程使用，我們需要確保編譯器和硬件不弄亂內存排序。 std::atomic<>.fetch_sub()的默認排序是std::memory_order_seq_cst，這樣做會很好，但是如果您想贏得例如ARM64，你可以減少到std::memory_order_acquire。

爲了使交換操作符合上述方案，我們確實需要一個鎖。 有趣的是，這適合於「雙重檢查鎖定」模式，這是一些人所不希望的，但在這裏非常有用 - 對於大多數操作你不會受到鎖的影響，但是當它重要時，它就在那裏。 這是如何：

std::atomic<int> counter = 20; 
std::mutex counterLock; 
std::atomic<Widget*> some_widget; 

... 

if (counter.load(std::memory_order_acquire) > 5) /* first check whether we're "close enough" */ 
{ 
    /* only lock when needed */ 
    std::lock_guard<std::mutex> templock(counterLock); /* free lock whenever we exit this scope */ 
    if (counter.fetch_sub(1) == 1) /* return value is old value */ 
    { 
    Widget* oldwidgetpr = some_widget.exchange(nullptr, std::memory_ordering_release); 
    /* do whatever you need to do with the oldwidgetptr */ 
    } 
} 
else 
    counter.fetch_sub(1);