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C运行时库或任何其他实用程序库是否支持执行原子操作（如整数的递增/递减）等功能？

如果是，使用这些函数可以使所有操作成为原子操作吗？

使用这些功能会比互斥锁等普通同步原语更有益吗？

操作系统：Windows、Linux、Solaris 和 VxWorks

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C11 之前

C库没有。

在 Linux 上，gcc 提供了一些——查找__sync_fetch_and_add、、__sync_fetch_and_sub等等。

在 Windows 的情况下，查找InterlockedIncrement、InterlockedDecrement``, InterlockedExchange`，等等。如果您在 Windows 上使用 gcc，我猜它也具有与在 Linux 上相同的内置功能（尽管我尚未验证）。

在 Solaris 上，这将取决于。据推测，如果您使用 gcc，它可能（再次）具有与 Linux 下相同的内置函数。否则，会有图书馆漂浮，但没有真正标准化。

C11

C11 添加了（合理地）完整的原子操作和原子类型集。这些操作包括atomic_fetch_add和atomic_fetch_sum（以及*_explicit相同的版本，可让您指定所需的排序模型，默认模型始终使用memory_order_seq_cst）。还有一些fence函数，例如atomic_thread_fence和atomic_signal_fence。

这些类型对应于每个普通整数类型——例如，atomic_int8_t对应于int8_t和atomic_uint_least64_t对应于uint_least64_t. 这些是在 中typedef定义的名称<stdatomic.h>。为避免与任何现有名称冲突，您可以省略标题；编译器本身使用实现者命名空间中的名称（例如，_Atomic_uint_least32_t代替atomic_uint_least32_t）。

于 2010-02-20T15:54:34.293 回答
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“有益”是情境性的。始终，性能取决于环境。当您将互斥锁换成这样的事情时，您可能期望会发生一些奇妙的事情，但是您可能没有得到任何好处（如果它不是那么受欢迎的情况）或者使事情变得更糟（如果您不小心创建了一个“自旋锁”） .

于 2010-02-20T15:52:58.337 回答
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在所有支持的平台上，您都可以使用GLib 的原子操作。在具有内置原子操作（例如汇编指令）的平台上，glib 将使用它们。在其他平台上，它将回退到使用互斥锁。

我认为原子操作可以提高速度，即使互斥锁是使用它们实现的。使用互斥锁，您将拥有至少两个原子操作（锁定和解锁）以及实际操作。如果原子操作可用，则它是单个操作。

于 2010-02-20T15:57:37.987 回答
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不确定 C 运行时库是什么意思。适当的语言或标准库没有为您提供任何方法来执行此操作。您需要使用特定于操作系统的库/API。另外，不要被愚弄sig_atomic_t——它们不是乍一看的那样，仅在信号处理程序的上下文中有用。

于 2010-02-20T15:53:27.010 回答
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在 Windows 上，有InterlockedExchange等。对于 Linux，您可以使用glibc 的原子宏- 它们是可移植的（参见i486 atomic.h）。我不知道其他操作系统的解决方案。

通常，您可以将xchgx86 上的指令用于原子操作（也适用于双核 CPU）。

至于你的第二个问题，不，我认为使用原子操作不会比使用互斥锁更快。例如，pthreads 库已经实现了具有原子操作的互斥锁，这非常快。

于 2010-02-20T15:54:09.987 回答