C++11：atomic::compare_exchange_weak 支持非原始类型吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】C++11：atomic::compare_exchange_weak 支持非原始类型吗？

【英文标题】：C++11: does atomic::compare_exchange_weak support none-primitive types?

【发布时间】：2017-07-27 09:02:43

【问题描述】：

我有以下代码：

#include<atomic>
#include<iostream>
using namespace std;

struct Big
    int i;
    int j;
    int k[100];
;
int main()
    atomic<int> i;
    cout<<i.load()<<endl;
    i.store(20);
    cout<<i.load()<<endl;
    i.exchange(30);
    cout<<i.load()<<endl;

    atomic<Big> ab,expect,value;
    ab.compare_exchange_weak(expect,value,memory_order_release,memory_order_relaxed);//error
    return 0;

好吧，原子的效果很好，但我想看看 compare_exchange_weak 的非锁定功能是否适用于复杂的数据结构。用 --std=c++11 编译它给了我：

error: no matching member function for call to 'compare_exchange_weak'
    ab.compare_exchange_weak(expect,value,memory_order_release,memory_order_relaxed);
    ~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
candidate function not viable: no known conversion from 'atomic<Big>' to 'Big &' for 1st argument
    bool compare_exchange_weak(_Tp& __e, _Tp __d,

所以我的问题：

std::atomic::compare_exchange_weak 是否适用于复杂结构？

如果 intel cpu 硬件 CMPEXG 只能在 64 位长度的缓存行中工作，那么大于 8 字节的结构是否可以与 CMPEXG 一起工作？还是原子操作吗？

如何修复我的程序？

谢谢。

【参考方案1】：

std::atomic::compare_exchange_weak 是否适用于复杂结构？

是的，但有conditions 包括trivially copyable 和trivially constructible。

如果 intel cpu 硬件 CMPEXG 只能在 64 位长度的缓存行中工作，那么大于 8 字节的结构是否可以与 CMPEXG 一起工作？

没有。它不是那样工作的。如果您创建像您在那里的那种疯狂的大结构，您的代码将不会是“无锁的”。您的编译器将发出总线锁以确保线程安全，这就是为什么您永远不应该使用大数据结构做您正在做的事情。你会让你的程序减慢数百倍，如果不是更多的话。考虑原子交换指针。

还是原子操作吗？

不，它使用锁。您可以使用std::atomic::is_lock_free() 进行测试

如何修复我的程序？

你去吧：

#include <atomic>
#include <iostream>

using namespace std;

struct Big 
  int i;
  int j;
  int k[100];
;

int main() 
  Big value, expect;
  atomic<Big> ab;
  ab.compare_exchange_weak(expect, value);
  return 0;