c++ - atomic_load/atomic_store on std::shared_ptr in VC11 - 为什么全局自旋锁？

Question

我正在尝试了解如何使用原子操作安全地管理共享指针。原来 VC11 (Visual studio 2012) 支持 C++11，因此可以允许在 std::shared_ptr 上进行读/写竞争。我想检查一下我是否理解基础知识，然后询问一些关于 VC11 中 std::shared_ptr 上的原子操作的实现细节。

std::shared_ptr<A> x, y, z;
x = std::make_shared<A>(args1);
y = std::make_shared<A>(args2);

线程 1

std::shared_ptr<A> temp = std::atomic_load(y);

线程 2

std::atomic_store(&y, z);

如果没有原子，竞争可能会导致 temp 以损坏的状态结束，或者线程 2 可以删除原始 y 指向的 A 实例，就像线程 1 试图复制和addref shared_ptr，这将使它指向一个“僵尸”对象。

我关于 VC11 中的 atomic_load 和 atomic_store 的问题:

我注意到他们使用了一个对全局变量执行测试和设置的自旋锁。所以我想知道:为什么不在 shared_ptr 本身的引用计数器的最高位上进行测试和设置？这样，不同 shared_ptr 上的锁就不会相互竞争。有没有这样做的原因？

编辑:atomic_is_lock_free 的 VS 实现。不足为奇，因为它对所有内容都使用自旋锁。仍然想知道为什么他们不能让它使用特定于 shared_ptr 实例的锁而不是全局锁。

template <class _Ty> inline
bool atomic_is_lock_free(const shared_ptr<_Ty> *)
{   // return true if atomic operations on shared_ptr<_Ty> are lock-free
    return (false);
}

Answer 1

您不能对 shared_ptr 的引用计数进行原子测试和设置，因为引用计数存储在 shared_ptr 的控制 block 中。当您开始尝试测试和设置时，另一个线程可能已经释放了最后一个 shared_ptr 引用并从您下面删除了控制 block 。

Thread 1                                  Thread 2
Read control block address

                                          Decrement ref count (now 0)
                                          Delete control block

Test-and-set ref count (undefined behaviour)

请记住，这里的前提是多个线程正在操作相同 shared_ptr 实例。如果每个线程都有自己的实例(指向同一个受控对象)，那么我们就没有问题，也不需要原子 shared_ptr 操作。