multithreading - 原子操作有多昂贵？

Question

我正在深入研究多线程编程并考虑使用原子操作进行无锁引用计数。

很明显，至少在恒定规模上，原子操作可能比非原子操作慢。我担心的是其他 CPU 同步来执行原子操作。

我想知道在核心 A 上执行原子操作是否(如果，以及多少)影响其他核心的性能，其中:

与A核无关

正在执行与核心 A 相同进程的不同线程

正在执行原子操作

正在执行原子操作并且正在执行与核心 A 相同进程的不同线程

正在执行任何与内存相关的操作，即。加载、存储、...

正在与核心 A

相同的内存区域(缓存行，页？)中执行任何与内存相关的操作

Answer 1

很多人认为原子操作很便宜。然而，这不一定正确，因为原子操作是一种概括。有 3 种基本类型的原子操作:

原子保存

原子负载

Atomic CompareAndSet(递增/递减/等)

前两个通常或多或少便宜(或者，众所周知，其成本与英特尔的非原子 friend 完全相同)。它们确实现加了内存屏障，但这些屏障仅与执行它们的 CPU 相关，并且 CPU 正在努力使屏障高效。然而，第三个在竞争中可能并不便宜。 Atomic CAS 和 friend 实际上在循环中执行操作，直到成功，因此在争用情况下可能需要大量时间来执行操作。