来自 OpenMP 摘要 pdf：“操作确保以原子方式更新特定存储位置”。这为我提出了一个问题，什么是“原子”，以及它是否只是一种锁定机制。因此，如果我没记错的话，“原子”意味着内置了一些硬件支持以防止其他任何东西改变值。那么做一些“原子”的东西本质上只是实现了一个锁定机制还是更多的东西？
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我认为围绕“原子性”与“隔离”可能存在一些混淆。它们是相似的概念，但它们之间存在细微差别。原子性意味着操作要么完全完成，要么根本不完成。隔离保证同时发生的操作会导致可能由它们串行执行引起的状态。
例如，如果操作是“将 1 加到 x，然后将 x 乘以 2”，并且 x 从 3 开始，则如果有任何失败，结果将为 3，如果没有，则结果为 8。即使加 1 后立即断电，重启时的结果也保证为 3。
现在考虑如果这个操作同时执行两次会发生什么。两者都可能失败，导致 x=3。一个可能会失败，x=8。两者都可以成功，x=18。如果我们保证隔离，这些是唯一的结果。但是，如果我们只给定原子性，而不是隔离，可能会发生第四个结果，其中各个部分交错为“加 1，加 1，乘以 2，乘以 2”，导致 x=20！
如果只保证隔离，但不保证原子性，则最终可能会得到 x=3、4、5、8、10 或 18。
尽管如此，这是一个常见的误解，当人们说“原子性”时，他们通常是指两者。这是我对 OpenMP 文档中它们的含义的怀疑。
于 2012-08-01T00:04:59.157 回答
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更新存储在内存中的值是一个三步过程。首先，从内存中取出值并将其带到 CPU 的一个寄存器中。然后，寄存器中的值以某种方式改变（比如递增）。最后，将新值写回内存，以便再次使用。
以原子方式执行此（或任何其他）操作仅意味着所有这三个步骤都会发生，或者它们都不会发生。
只有当您有另一个线程或进程也需要使用相同的内存值时，它才会变得有趣或重要。假设两者都想增加最初为零的值。如果没有原子操作，第二个线程可能会从内存中读取原始值 (0)，即使第一个线程在寄存器中递增它也是如此。实际上，两个线程都可以看到值 0，将其递增到 1，然后将其返回到内存。在此序列结束时，尽管已增加两次，但内存中的值仍为 1。
使用原子增量操作，该序列不可能发生。一旦第一个线程进入原子序列，在第一个线程递增并将其写回内存之前，第二个线程无法读取内存中的值。您将始终获得正确的值 (2)。
因此，要回答您的问题，它几乎就像一个锁定机制。特别是，它就像一个锁定机制存在于任何原始操作周围。原子操作本身经常用于其他锁定机制的实现，例如互斥锁和信号量。
于 2012-07-18T11:09:29.447 回答