multithreading - 为什么 CompareAndSwap 指令被认为是昂贵的？

Question

为什么 CompareAndSwap 指令被认为是昂贵的？

我在一本书中读到:

“内存障碍很昂贵，大约
昂贵的原子 compareAndSet()
操作说明。”

谢谢!

Answer 1

“CAS 与普通存储没有明显不同。关于 CAS 的一些错误信息可能来自于英特尔处理器上 lock:cmpxchg (CAS) 的原始实现。lock: 前缀导致 LOCK# 信号被断言，获得独占"-大卫骰子，Biased locking in HotSpot

"Memory barriers are expensive, about as expensive as an atomic compareAndSet() instruction."

这是完全正确的。
例如。在 x86 上，多处理器系统上的正确 CAS 具有锁定前缀。
锁定前缀会导致完整的内存屏障:

"...locked operations serialize all outstanding load and store operations (that is, wait for them to complete)." ..."Locked operations are atomic with respect to all other memory operations and all externally visible events. Only instruction fetch and page table accesses can pass locked instructions. Locked instructions can be used to synchronize data written by one processor and read by another processor." - Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual, Chapter 8.1.2.

内存屏障实际上是​​作为虚拟 LOCK OR 实现的。或 LOCK AND在这两个 the .NET和 the JAVA JIT在 x86/x64 上。
在 x86 上，CAS 会导致完整的内存屏障。

在 PPC 上，情况有所不同。一个 LL/SC对 - lwarx & stwcx - 可用于将内存操作数加载到寄存器中，然后如果没有其他存储到目标位置，则将其写回，或者如果有，则重试整个循环。可以中断 LL/SC。
这也不意味着自动全围栏。
在不同的架构上，性能特征和行为可能会有很大差异。
但话又说回来 - 一个 weak LL/SC不是CAS。