如何进行原子比较和递增？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何进行原子比较和递增？

【英文标题】：How to do compare and increment atomically?

【发布时间】：2010-03-04 04:22:12

【问题描述】：

在我尝试开发线程安全的 C++ 弱指针模板类时，我需要检查一个表明对象仍然存在的标志，如果是，则增加对象的引用计数，我需要原子地执行这两个步骤。

我知道编译器提供的内在函数的存在，例如 _InterlockedCompareExchange() 和 _InterlockedIncrement()。但我想要的是一个 interlockedCompareIncrement() 函数，有没有一种有效的方法来使用其他原语模拟这个内在函数，至少在 Windows x86 平台上？

【问题讨论】：

如果这是在 Windows 上，你应该这样说。

【参考方案1】：

假设value 是您的标志变量。应该声明为volatile。

long curvalue;
long newvalue;

do

    curvalue = value;
    newvalue = curvalue + 1;

while( _InterlockedCompareExchange( &value, newvalue, curvalue ) != curvalue );

如您所见，您可以通过更改用于计算 newvalue 的操作将其推广到您需要的任何类型的算术。

如果您想同时比较两个值，最好的办法是将两个值打包到一个变量中，然后对该单个变量进行操作。由于您使用的是结合引用计数的标志，我建议使用value 的最低位作为“活动”标志，然后一次递增/递减 2。这允许您将标志和引用计数编码为单个 32 位变量。

【讨论】：

这似乎是我在寻找的东西，我会深入研究它。

+1：我在寻找一个原子的 IncIfNot 函数。这也可以用循环和 _InterlockedCompareExchange() 编写！

【参考方案2】：

如果您希望您的库在多 CPU 或多核机器上运行，您必须使用 CPU 提供的硬件支持。这里有一些参考资料供您参考：

http://en.wikipedia.org/wiki/Test-and-set http://software.intel.com/en-us/forums/showthread.php?t=47498

或者您必须使用操作系统提供的锁定机制。比如

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms684841%28VS.85%29.aspx 或者 http://en.wikipedia.org/wiki/POSIX_Threads

【参考方案3】：

由于您使用的是 C++，因此您可以编写自己的汇编代码。

或许这与Implement atomic increment using atomic swap?有关