c++ - 使用 CompareAndSwap 的 AtomicIncrement

Question

不是作业，是为了考试而学习。

我对问题陈述的最佳尝试:

假设一个线程调用 AtomicIncrement，传递一个指向共享整型变量的指针。没有指定另一个线程是否会修改这个变量，但这是可能的。这种比较和交换的实现在成功交换时返回 1，在失败时返回 0(旧!= 值)

void AtomicIncrement(int *value, int amount) { 
    do { int old = *value; } // save old value 
    while (CompareAndSwap(value, old, old + amount) == 0); 
}

问题:

我不太明白这里发生了什么。

代码执行“int old = *value;”的原因是因为另一个线程可以在 do {} 和 while 条件检查之间更改 (*value) 吗？

My textbook (page 10)说“反复尝试将值更新为新数量”，但我看不出 *value 怎么可能是调用线程传递给 AtomicIncrement() 的原始值以外的任何东西，我一定是遗漏了一些东西。混淆来自于这样一个事实，即 CompareAndSwap 应该是一个原子指令，因此在“调用”CompareAndSwap 期间没有机会更改 *value。

Answer 1

如果没有临时变量或循环，您将运行 CompareAndSwap(value, *value, *value + amount)。这不是原子的。有一个 sequence point在评估函数的参数(评估每个参数之间没有确定的顺序)和函数调用本身之间。

此函数必须加载 *value 以作为参数传递给 CompareAndSwap。它还必须加载 *value 以便在表达式 *value + account 中使用，也可以作为参数传递。

问题 1. 在该线程加载 *value 和调用 CompareAndSwap 之间，*value 可能已被另一个更改线。这就是为什么循环是必要的。

问题 2。不能保证编译器只发出一个 *value 负载。加载一次 *value 并将 amount 添加到本地拷贝是合法的，但加载 * 也是合法的value 两次，一次用于第二个参数，一次用于第三个参数。如果发生这种情况，另一个线程可能在这些加载之间更改了 *value。这就是使用临时变量的原因，尽管这实际上仍然不能保证没有 memory barrier 的单次加载。 .