如何使用gcc atomic builtins？

在我的程序中，我試圖從多個線程更新一個值。我知道如何使用互斥體（pthread_mutex_lock(), pthread_mutex_unlock()）來做到這一點，但我剛剛瞭解了gcc的原子構建，所以我想嘗試一下。如何使用gcc atomic builtins？

shared value A; 
void each_working_thread() { 
    thread local variable B; 
    if (is_valid(A,B)) 
     __sync_sub_and_fetch(A,B); 
    else 
     throw error; 
}

其中is_valid()是返回布爾型的常量函數。

這是否正確，或者在is_valid()期間A的值可能被另一個線程更新？

來源

2016-12-07 bbvan

我認爲is_valid（A，B）可根據A.改變

在這種情況下，這是不是安全的 - 考慮以下序列：

線程1調用is_valid(A, B)，並得到真正的
線程2調用is_valid(A, B)並且變爲真
線程1調用__sync_sub_and_fetch(A, B)變化A，並且A的新值表示is_valid(A, B)現在是錯誤的。
線程2調用__sync_sub_and_fetch(A, B)即使它不應該因爲is_valid(A, B)現在是錯誤的。

您可能會感興趣的比較交換操作。在這種情況下，你可以寫這樣的：

int oldValueOfA, newValueOfA; 
do { 
    oldValueOfA = A; 
    __sync_synchronize(); // memory barrier; makes sure A doesn't get accessed after this line 
    if (!is_valid(oldValueOfA, B)) 
     throw error; 
    newValueOfA = oldValueOfA - B; 
} while(!__sync_bool_compare_and_swap(&A, oldValueOfA, newValueOfA));

你不能讓兩個操作原子，但你可以檢測如果他們不是原子然後你可以再次嘗試。

這是有效的，因爲如果A仍然不包含oldValueOfA,__sync_bool_compare_and_swap什麼也不做，並返回false。否則，它將其設置爲newValueOfA並返回true。因此，如果它返回true，則在您忙於撥打is_valid時，您知道其他人沒有更改A。如果它返回false，那麼你還沒有做任何事情，所以你可以自由地回去重試。

請注意is_valid可能會被調用幾次;這是相關的，如果它有副作用（如在屏幕上打印消息）。在這種情況下，你應該只使用一個互斥量。

來源

2016-12-07 02:40:46 immibis

感謝您的解釋。所以在這種情況下我必須使用互斥鎖？如果'is_valid'只是'return A> B;'或者是一個相當複雜的函數，需要數百條指令，那麼有什麼區別嗎？ – bbvan

@bbvan如果'is_valid'只是'return A> B;'，你認爲我描述的東西還是可以發生的嗎？如果不是，爲什麼不呢？事實上，你問*建議*你沒有真正想過我的解釋。 – immibis

是的，我認爲沒有區別...但是我希望有一些像'sync_if_cmpgt_then_sub'這樣的神奇的原子操作... – bbvan

這可能不是線程安全的，具體取決於is_valid究竟是什麼。

該具體內建的點只是執行原子扣除。

考慮以下代碼

A = A - B;

，因爲它需要至少2個原子階段這不是線程安全的 - 在A - B，然後指派回A.這樣做的內置解決了一個場景。

來源

2016-12-07 02:34:18 Erix

如何使用gcc atomic builtins？

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