对共享变量执行多个原子操作

Question

我想对一个共享变量做两个操作。我需要保证它可以原子地完成。有人可以帮助我澄清以下方法是否正确：

#include <atomic>
std::atomic<int> index;

void function()
{
     // I need the variable index to be incremented but bound in the 
     // range of [0,9].
     int loc_indx = index.load(std::memory_order_acquire);
     index.store( (loc_indx+1)%10  , std::memory_order_release);
}

根据我的理解，索引存储操作和索引加载操作必须同时发生。这里的一些专家能否澄清上述代码是否等同于以下伪代码：

ATOMIC
{
   index = (index+1)%10;
}

我一直在 Visual Studio 2012 的 c++ 部分或/和 1.53 的 boost::atomic 部分中使用 atomic 包。

Answer 1

与锁相比，原子的全部目的是提高性能。

您的代码中没有锁。 memory_order 枚举只是为了确保编译器不会重新排序代码（也不让 CPU 重新排序）。这意味着其他线程修改load 和store 之间的值的可能性很小。如果存储的值必须依赖于先前的值，那么在两者之间进行的计算就被浪费了，需要重做。这样做可能比锁定更有效，因为并发修改实际发生的机会很低，而且计算成本低且简单。

当你知道之前的值时存储，否则重新计算并重试。比如：

 int loc_index = index.load(std::memory_order_acquire);
 int desired = (loc_index+1)%10;

 while ( !index.compare_exchange_strong( loc_index, desired ) )
 {
     desired = (loc_index+1)%10;
 }

compare_exchange_strong 是原子操作，将index 中存储的值与loc_index 进行比较；如果它们相等，它将desired 存储到index；如果它们不相等，它会将index 的值复制到loc_index。这可以帮助您确保下一个 index 中存储的值是正确的。