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在我处理的一个程序中，我有很多代码如下：

pthread_mutex_lock( &frame->mutex );
frame->variable = variable;
pthread_mutex_unlock( &frame->mutex );

如果中间指令可以用原子存储代替，这显然是对 CPU 周期的浪费。我知道 gcc 非常有能力做到这一点，但是我还没有找到很多关于这种简单的线程安全原子操作的文档。如何用原子操作替换这组代码？

（我知道简单的存储理论上应该是原子的，但我不想希望优化器不会在过程中的某个时刻搞砸它们的原子性。）

澄清：我不需要它们是严格原子的；这些变量仅用于线程同步。也就是说，线程 B 读取该值，检查它是否正确，如果不正确，它就休眠。所以即使线程 A 更新了值而线程 B 没有意识到它的更新，这也不是问题，因为这只是意味着线程 B 在它不需要的时候休眠了，当它醒来时，值会是正确的。

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在某种程度上，C 中的原子操作是通过 atomic.h 头文件直接从内核源代码提供的。

但是，在用户空间代码中直接使用内核头文件是一种非常糟糕的做法，因此前一段时间删除了 atomic.h 头文件。相反，我们现在可以使用“GCC Atomic Builtins”，这是一种更好、更可靠的方法。

Tudor Golubenco 在他的博客上有一个很好的解释。他甚至为初始 atomic.h 文件提供了一个替代品，以防您有一些需要它的代码。

不幸的是，我是 stackoverflow 的新手，所以我只能在评论中使用一个链接，所以请查看 Tudor 的帖子并获得启发。

于 2010-02-04T20:04:24.550 回答
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您可以查看 gcc 文档。对于当前的 gcc 版本（4.3.2），它将是第 5.47 章用于原子内存访问的内置函数- 对于其他 gcc 版本，请查看您的文档。它应该在第 5 章——C 语言家族的扩展中。

顺便说一句，C 编译器绝对不保证简单的存储操作是原子的。你不能依赖这个假设。为了以原子方式执行机器操作码，它需要 LOCK 前缀。

于 2008-10-03T06:53:18.913 回答
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在 x86 和大多数其他架构上，对齐的 4 字节读取和写入始终是原子的。不过，优化器可能会在单个线程中跳过/重新排序读取和写入。

您要做的是通知编译器其他线程可能已触及此内存位置。（一个副作用pthread_mutex_lock是告诉编译器其他线程可能已经触及内存的任何部分。）您可能会看到volatile推荐，但这不在 C 规范中，并且 GCC 不会以volatile这种方式解释。

asm("" : "=m" (variable));
frame->variable = variable;

是一种 GCC 特有的机制，表示“variable已写入，重新加载”。

于 2008-10-04T22:17:32.043 回答
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AFAIK，您不能在 MOV 指令前加上 LOCK；这仅适用于 RMW 操作。但是如果他确实使用了一个简单的存储，他可能还需要一个内存屏障，这对于互斥锁以及允许 LOCK 的指令都是隐含的。

于 2008-10-03T07:19:03.157 回答
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正如我所看到的，您正在使用 gnu 平台进行开发，因此可以肯定地说 glic 提供了一个具有原子功能的数据类型 int 'sig_atomic_t'，. 因此，这种方法可以确保您在内核级别进行原子操作。不是 gcc 级别。

于 2010-02-04T20:27:09.900 回答