c++ - 为什么std::fetch_add返回旧值？

Question

有哪些设计目的或技术限制使std::fetch_add的返回值变为更改前的值？

Answer 1

两种方法都没什么大不了的，您可以在另一种方面效仿。例如如果需要，可以使用val.add_fetch(1)实现1 + val.add_fetch(1)。但是，GNU C __atomic builtins provide both。
ISO C / C++仅提供fetch_add而不是add_fetch的可能原因:在某些情况下，它使得在x86上实现成本更低； lock xadd [mem], reg 保留reg = mem的旧值，mem = sum。提供该原语而不是其他原语会鼓励人们围绕该构造块设计算法，从而可能避免需要额外的add指令。
大多数具有LL / SC原子的RISC ISA都有3个操作数指令，因此如果以后需要，它们可以add dst, src1, src2并将内存中的值保留在另一个寄存器中而不受干扰。 (LL / SC fetch_add(x)通常将实现为load-linked reg1, [mem] / add reg2, reg1, x / store-conditional reg3, reg2, [mem]。基于reg3中成功/失败结果的重试循环。如果未使用fetch_add返回值，则add可以覆盖reg1而不是使用新的reg。
因此，在大多数RISC上，这两种方法都可以，而且x86是关心效率更高的ISA之一。

对于某些用例，fetch_add也是您想要的。例如对于在基于数组的循环缓冲区无锁队列中抓取存储桶的线程(以std::atomic<unsigned> write_idx;开头为零初始化)，您希望.fetch_add以0开头。

  static std::atomic<unsigned> write_idx = 0;  // shared var

  // in each thread:
  unsigned my_buf = write_idx.fetch_add(1) & ((1<<size) - 1);

您将获得以 0而不是 1开头的值。对于许多用例，这似乎是一个合理的模式。