使用 InterlockedCompareExchange 无锁答案

【问题标题】：Lockless using InterlockedCompareExchange使用 InterlockedCompareExchange 无锁
【发布时间】：2011-08-17 07:40:50
【问题描述】：

我正在尝试使用互锁操作使以下代码片段无锁，知道如何翻译吗？

if (m_Ref == 0xFFFF)
    m_Ref = 1;
else
{
    if (++m_Ref == 1)
        CallSomething(); //

}

我在想类似的事情

if (InterlockedCompareExchange(&m_Ref, 1, 0xFFFF) != 0xFFFF))
{
    if (InterlockedIncrement(&m_Ref) == 1)
         CallSomething();
}

这有什么问题/种族吗？

【问题讨论】：

标签： c++ multithreading synchronization interlocked

【解决方案1】：

这看起来是正确的，但每次你连续使用两个互锁操作时，你都会将自己暴露在ABA problem 之下。在这种情况下，一个线程无法将其从 0xFFFF 更改为 1（ICX 返回 !=0xFFFF），因此它继续前进并采用 if 分支并将其递增。在它运行 InterlockedIncrement 之前，另一个线程将 m_ref 更改回 0xFFFF 并且原始线程递增 0xFFFF。根据 m_ref 的类型/语义，效果会很谨慎，但肯定会很糟糕。

您应该对 0xFFF 到 1 和 X 到 X+1 执行一次 ICX 操作，如果 ICX 丢失，请始终重试：

volatile <type> m_ref;

<type> ref, newRef, icxref;
do
{
   ref = m_ref;
   newRef = (0xFFFF == ref) ? 1 : ++ref;
   icxref = InterlockedCompareExchange (&m_ref, newRef, ref);
} while (icxref != ref);
if (newRef == 1 && ref != 0xFFFF)
{
   DoSomething ();
}

【讨论】：

@Remus Rusanu - 谢谢，这很有意义
@GMan：内存映射与volatile有什么关系？
@Remus：这是 volatile 的唯一用途，它使读写行为成为可观察的行为，它与多线程无关。您将其用作InterlockedCompareExchange 的参数已经提供了可观察的行为。
@Gman：ref = m_ref; 怎么样？没有 volatile 装饰器，它没有 Acquire 语义。
@Remus：它没有 with volatile... 无论如何，编译器不能忽略该分配，因为它稍后会在库调用中使用。（即，它具有可观察的行为。）

【解决方案2】：

是的，有一场比赛。另一个上下文可以在InterlockedCompareExchange 和InterlockedIncrement 之间做很多事情

【讨论】：

谢谢，我也是这么想的，你知道如何解决这个问题吗？
@Suresh：不是真的，如果你想让它无锁的话。如果您可以更改为允许 0，则在来自 InterlockedIncrement 的返回值上使用 %
@Suresh 如果您不希望在实际运行的代码中出现太多竞争，您可以使用 InterlockedCompareExchange 作为一种乐观锁定机制。