c++ - 修改 C++11 atomic bool 需要多少个时钟周期？

Question

我想知道修改 std::atomic （或 atomic_flag ）需要多少时钟周期，假设它使用最严格的内存模型设置？

Answer 1

很难准确确定它实际需要多少个时钟周期。相反，我将尝试解释实际发生的情况，如果我们假设它是 x86 处理器（如评论中所述），并且运行时库实现atomic使用“锁定”指令 - 如果这些假设中的任何一个是错误的，那么“所有赌输了”，俗话说：

在执行atomic操作时，CPU 将首先确保它对（潜在的）缓存值具有“独占”访问权限。这意味着向所有其他 CPU 发送消息说“我是这个变量”。然后每个其他 CPU 必须刷新其副本（如果已修改）并将值标记为“无效”，然后回复“我完成了”。

一旦所有处理器都说“我完成了”，主处理器就可以继续。此过程，尤其是在具有大量 CPU（内核）的大型系统中，可能需要相当长的时间（数百或数千个周期）。

当然，CPU 可以通过知道没有其他 CPU 读取该值，或者没有其他 CPU 对该值发出写入来优化这一点，在这种情况下，它可以非常快。

您也许可以通过编写一些代码来了解[在特定机器上]这有多糟糕，您在两个线程中循环循环例如 1 秒，尝试更新和读取相同的原子变量，然后看看如何好/坏。然后尝试两个“更新”循环（这样你就可以在两个线程之间进行更新）。

Answer 2

它与访问未缓存的主内存大致相同。大约 100-1000 ns，或大约 100 个时钟周期。