c++ - G++ CAS (__sync_val_compare_and_swap) 问题需要解释

Question

这让我很头疼。

我正在尝试实现一些“无锁”代码并使用 CAS (gcc __sync_val_compare_and_swap) 来完成繁重的工作。

我的问题可以用下面的代码显示。

volatile bool lock;
void *locktest( void *arg )
{
    for ( int i = 0 ; i < 100000 ; ++i )
    {
        // acquire a lock
        while( __sync_val_compare_and_swap( &lock, false, true ) == true )
        {
            // Spin while we don't acquire
        }

        // make sure we have the lock
        assert( lock == true );

        // release the lock
        assert( __sync_val_compare_and_swap( &lock, true, false ) == true );
    }
}

好的，如果我在 10 个并发线程中运行上面的代码，一切都很好。

但是，如果我将代码改为阅读

        // acquire a lock
        while( __sync_val_compare_and_swap( &lock, lock, true ) == true )

请注意，我已将“false”更改为“lock”。

一切都乱套了，断言

        // make sure we have the lock
        assert( lock == true );

着火。谁能解释为什么这会产生影响？

谢谢马克。

Answer 1

在我看来，__sync_val_compare_and_swap 将始终返回变量的旧值，即使没有发生交换。在这种情况下，假设另一个线程在您尝试获取它之前持有锁 - 然后 lock 为真，并且您正在调用 __sync_val_compare_and_swap(&lock, true, true);。就在实际的原子比较和交换之前(但在确定函数参数之后)，另一个线程释放锁 - lock 变为 false。 compare_and_swap 将返回 false，但不会执行 swap 操作，因为它比较的值不是锁中的值。此线程未执行交换，因此 lock 的值保持为 false，从而触发您的断言。

顺便说一句，我强烈建议将 lock 设为 volatile bool。您不希望编译器优化对此类变量的引用。