【问题标题】:C++11: does atomic::compare_exchange_weak support none-primitive types?C++11:atomic::compare_exchange_weak 支持非原始类型吗?
【发布时间】:2017-07-27 09:02:43
【问题描述】:

我有以下代码:

#include<atomic>
#include<iostream>
using namespace std;

struct Big{
    int i;
    int j;
    int k[100];
};
int main(){
    atomic<int> i;
    cout<<i.load()<<endl;
    i.store(20);
    cout<<i.load()<<endl;
    i.exchange(30);
    cout<<i.load()<<endl;

    atomic<Big> ab,expect,value;
    ab.compare_exchange_weak(expect,value,memory_order_release,memory_order_relaxed);//error
    return 0;
}

好吧,原子的效果很好,但我想看看 compare_exchange_weak 的非锁定功能是否适用于复杂的数据结构。用 --std=c++11 编译它给了我:

error: no matching member function for call to 'compare_exchange_weak'
    ab.compare_exchange_weak(expect,value,memory_order_release,memory_order_relaxed);
    ~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
candidate function not viable: no known conversion from 'atomic<Big>' to 'Big &' for 1st argument
    bool compare_exchange_weak(_Tp& __e, _Tp __d,

所以我的问题:

  1. std::atomic::compare_exchange_weak 是否适用于复杂结构?

  2. 如果 intel cpu 硬件 CMPEXG 只能在 64 位长度的缓存行中工作,那么大于 8 字节的结构是否可以与 CMPEXG 一起工作?还是原子操作吗?

  3. 如何修复我的程序?

谢谢。

【问题讨论】:

    标签: c++ multithreading c++11 atomic


    【解决方案1】:

    std::atomic::compare_exchange_weak 是否适用于复杂结构?

    是的,但有conditions 包括trivially copyabletrivially constructible

    如果 intel cpu 硬件 CMPEXG 只能在 64 位长度的缓存行中工作,那么大于 8 字节的结构是否可以与 CMPEXG 一起工作?

    没有。它不是那样工作的。如果您创建像您在那里的那种疯狂的大结构,您的代码将不会是“无锁的”。您的编译器将发出总线锁以确保线程安全,这就是为什么您永远不应该使用大数据结构做您正在做的事情。你会让你的程序减慢数百倍,如果不是更多的话。考虑原子交换指针。

    还是原子操作吗?

    不,它使用锁。您可以使用std::atomic::is_lock_free() 进行测试

    如何修复我的程序?

    你去吧:

    #include <atomic>
    #include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    struct Big {
      int i;
      int j;
      int k[100];
    };
    
    int main() {
      Big value, expect;
      atomic<Big> ab;
      ab.compare_exchange_weak(expect, value);
      return 0;
    }
    

    【讨论】: