c++ - 如果您必须检查溢出或有条件地采取行动，std::atomic 是多余的吗？

Question

例如，您可以安全地递增和递减 std::atomic_int。但是，如果您需要检查溢出或根据值有条件地执行一些例程，那么无论如何都需要锁定。由于您必须比较该值，并且线程可能在比较成功后立即被交换，另一个线程修改，......错误。

但是如果你需要一个锁，那么你可以只使用一个普通的整数而不是原子的。我对吗？

Answer 1

不，您仍然可以有条件地使用 std::atomic 。

首先，如果您使用，std::atomic<unsigned int>则溢出行为是明确定义的（尽管可能不是您想要的）。如果您使用带符号整数溢出的定义不明确，但只要您不点击它，那么这无关紧要。

如果你绝对必须检查溢出，或者有条件地采取行动，你可以使用 compare-exchange。这使您可以读取该值，决定是否要对其进行处理，然后如果该值未更改，则以原子方式更新该值。而这里的关键部分是系统会告诉你原子更新是否失败，在这种情况下，你可以回到开始并读取新值并再次做出决定。

例如，如果我们只想将原子整数的最大值设置为 4（例如，在某种引用计数中），我们可以这样做：

#include <atomic>

static std::atomic<int> refcount = 0;

int val = refcount; // this doesn't need to be in the loop as on failure compare-exchange-strong updates it
while(true)
{
   if(val == 4)
   {
       // there's already 4 refs here, maybe come back later?
       break;
   }

   int toChangeTo = val + 1;
   if(refcount.compare_exchange_strong(val, toChangeTo))
   {
       // we successfully took a ref!
       break;
   }

    // if we fail here, another thread updated the value whilst we were running, just loop back and try again
}

在上面的代码中，您可以compare_exchange_weak改用。这有时会虚假地失败，因此您需要循环执行。但是，无论如何，我们都有一个循环（通常你总是会因为你需要处理真正的故障），所以compare_exchange_weak在这里很有意义。