InterlockedCompareExchange64 与 std::atomic compare_exchange

Posted 2023-02-22

【中文标题】InterlockedCompareExchange64 与 std::atomic compare_exchange

【英文标题】：InterlockedCompareExchange64 vs std::atomic compare_exchange

【发布时间】：2016-04-25 19:02:11

【问题描述】：

std::atomic<>compare_exchange() 如何与 MS InterlockedCompareExchange64 在非原子值上相关和转换？是否存在性能或语义差异？

例如，这些代码是否等效？

edit：David Haim 指出应该是int64_t atomic_inc_ms(volatile int64_t& val, int64_t less_than)

int64_t atomic_inc_ms(int64_t& val, int64_t less_than) 
 int64_t new_val;
 int64_t old_val = val; 
 while(true)
 
   if (old_val > less_than) return old_val;
   new_val = old_val + 1;
   int64_t got_val = InterlockedCompareExchange64(&val,new_val,old_val);
   if(got_val == old_val) break;
   old_val = got;
 

 return new_val;

和

int64_t atomic_inc(std::atomic<int64_t>& val, int64_t less_than) 
 int64_t new_val;
 int64_t old_val = val.load();
 do
 
   if (old_val > less_than) return old_val;
   new_val = old_val + 1;
  while (!val.compare_exchange_weak(old_val, new_val));

 return new_val;

一个问题是int64_t old_val = val; 没有明确的原子负载。

这个例子是Is there atomic increment with the check preconditions, that the atomic value was less than the specified value?的例子，和教科书上关于如何使用compare_exchange_weak的例子很接近。

是compare_exchange_weak 和compare_exchange，语义上等价于 InterlockedCompareExchangeAcquire64 和 InterlockedCompareExchange64 ?

【问题讨论】：

两者都会编译成同一个东西，又名lock inc [ptr]，所以不用担心。但是您的代码显示了为什么标准更好，您的 val 不是易失性的，而 Interlocked* 需要易失性变量。使用atomic 时无需考虑。加上盈利能力

@DavidHaim。谢谢！我同意 100%。当我评论 SergeyA 的回答时，你打败了我才意识到这一点。我不清楚编译器可以用 val 做什么。

@DavidHaim，我理解你的意思吗（我所做的编辑，现在是volatile int64_t& val）。

【参考方案1】：

这些代码在语义上是等价的。 int64_t 的原子负载在这里无关紧要，因为 Interlocked* 系列函数提示 X86，其中所有负载都是原子的。

c++ atomics 有可能比Interlocked* 函数运行得稍快，因为编译器将生成直接 ASM 调用而不是调用函数。但是，编译器也可能会识别Interlocked* 函数。

【讨论】：

好的。伟大的！而且，我的代码'int64_t old_val = val;'。不需要 volatile 或其他可以从其他线程更改 val 的标记？也许volatile int64_t& val？

【参考方案2】：

std::atomic 是 C++ 标准。它是可移植的代码，可以使用任何兼容的编译器进行编译

Interlocked* 是 Windows SDK 中特定于 Windows 的功能。因此，该代码将不可移植。

【讨论】：

谢谢。这是真的，但没有回答我关于语义的任何问题。

AFAIK 这些差异可能太小而无法衡量