为什么 C/C++ 编译器并不总是使 ++a 成为原子的？答案

【问题标题】：why C/C++ compiler not always make ++a atomic?为什么 C/C++ 编译器并不总是使 ++a 成为原子的？
【发布时间】：2018-01-14 07:10:52
【问题描述】：

正如标题，当我们在C/C++中写++a时，编译器似乎可以编译为：

inc dword ptr[i]

这是原子的，或：

mov eax,  dword ptr[i]
inc eax
mov dword ptr[i], eax

这不是原子的。

将其编译为非原子样式有什么好处吗？

【问题讨论】：

inc dword ptr[i] 首先是不是原子的。只有使用lock 前缀，它才会变成原子的——它也会变得超级慢。
请注意，许多 CPU 没有 inc dword ptr[i] 的等价物。大多数“RISC”机器只有两种访问内存的指令：加载和存储。所有算术指令都只对寄存器中的值进行操作。
如果显示程序集，请考虑添加特定于平台的标签
不，可能不是。可能会稍微提高解码速度，但这很可能是全部。
x86/x64 CPU 无法按您预期的方式工作。您编写或编译器生成的指令并不是 CPU 内部执行的实际指令。它们被转换为在 CPU 的各种执行单元中调度的微操作。这些微操作可能会乱序执行，也可能会被推测执行（当有分支时，CPU 可能会执行两条条指令路径，然后丢弃原来未被采用的一条） .在 x86/64 机器代码中看不到许多正在发生的事情。（任何人都可以推荐一个很好的介绍吗？）

【解决方案1】：

如果你的代码是这样的呢？

++a;
if (a > 1) {
  ...
}

如果编译器使用第一种表示，它访问内存以递增a，然后再次访问内存以与1 进行比较。在第二种情况下，它访问内存以获取一次值并将其放入eax。然后它只是将寄存器eax 与1 进行比较，这明显更快。

【讨论】：

【解决方案2】：

首先，您似乎想到了一个非常特殊的处理器系列。并非所有指令都直接作用于内存。

即使他们有，这种单一的指令也可能是一件非常复杂和昂贵的事情。如果它真的像您声称的那样是原子的，它必须停止所有其他总线传输。这将计算速度减慢到内存总线的速度。这通常是比 CPU 慢的命令。

【讨论】：

【解决方案3】：

非原子变体结束了寄存器中的值以供以后使用。

【讨论】：