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C++11 中有两个原子 CAS 操作：atomic_compare_exchange_weak和atomic_compare_exchange_strong.

根据cppreference：

函数的弱形式被允许虚假地失败，也就是说，即使它们相等，也可以像 *obj != *expected 一样行事。当比较和交换处于循环中时，弱版本将在某些平台上产生更好的性能。当弱比较和交换需要循环而强循环不需要时，强循环更可取。

以下是使用弱版本的示例，我认为：

do {
    expected = current.value();
    desired = f(expected);
} while (!current.atomic_compare_exchange_weak(expected, desired));

有人可以举一个比较和交换不在循环中以便强版本更可取的例子吗？

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这些atomic_compare_exchange_XXX函数用观察到的值更新它们的“预期”参数，因此您的循环与以下内容相同：

expected = current;
do {
    desired = f(expected);
} while (!current.atomic_compare_exchange_weak(expected, desired));

如果期望值独立于期望值，则此循环变为：

desired = ...;
expected = current;
while (current.atomic_compare_exchange_weak(expected, desired))
  ;

让我们添加一些语义。假设有几个线程同时运行它。在每种情况下desired都是当前线程的非零 ID，current用于提供互斥以确保某些线程执行清理任务。我们并不真正关心哪一个，但我们想确保某个线程可以访问（并且也许其他线程可以通过读取它的 ID 来观察获胜者current）。

我们可以通过以下方式实现所需的语义：

expected = 0;
if (current.atomic_compare_exchange_strong(expected, this_thread)) {
  // I'm the winner
  do_some_cleanup_thing();
  current = 0;
} else {
  std::cout << expected << " is the winner\n";
}

这是一种atomic_compare_exchange_weak需要循环来实现与 相同的效果的情况atomic_compare_exchange_strong，因为可能会出现虚假故障：

expected = 0;
while(!current.atomic_compare_exchange_weak(expected, this_thread)
       && expected == 0))
  ;
if (expected == this_thread) {
  do_some_cleanup_thing();
  current = 0;
} else {
  std::cout << expected << " is the winner\n";
}

该标准建议在这种情况下，实现可以提供atomic_compare_exchange_strong比循环更有效的代码..._weak（§29.6.5/25 [atomics.types.operations.req]）。

于 2013-07-29T01:47:41.743 回答