CAS与原子操作

什么是原子操作?
  • 原子操作是一种在执行过程中不会被中断的操作。它要么完全执行成功,要么完全不执行,确保在操作完成之前其他线程不会看到操作的中间状态。
原子操作的实现
  1. CAS

    • CAS是由 CPU 提供的原子指令 。在硬件级别 上确保操作的原子性。不涉及上下文切换,性能高
    • 主要用途:单个变量更新
  2. posix锁机制:mutex互斥锁、spinlock自旋锁

    • 互斥锁依赖CAS,且涉及上下文切换,开销大
    • 主要用途:保护代码临界区,涉及多条cpu指令和变量的更新
  3. std::atomic

    • C++ 提供了 std::atomic 类,即原子变量 。它封装了底层的原子指令c++对原子变量的操作确保原子性

    • 基于cas实现

    • std::atomic 的内存序

    • std::atomic 还提供了内存序(memory ordering)选项,这决定了原子操作的可见性和顺序约束。例如:

    • memory_order_relaxed:不提供额外的同步或顺序保证。

    • memory_order_acquire:保证在原子操作之前的操作对当前线程可见。

    • memory_order_release:保证在原子操作之后的操作对其他线程可见。

    • memory_order_acq_rel:同时保证 acquire 和 release 语义。

    • memory_order_seq_cst:提供最严格的顺序保证。

推荐学习 https://xxetb.xetslk.com/s/p5Ibb

相关推荐
小宇子2B3 小时前
匿名页怎么回收:反向映射、swap entry、swap cache 和换入
操作系统
小宇子2B3 小时前
区间树:反向映射的前置数据结构
操作系统
半条-咸鱼9 小时前
【FreeRTOS】核心原理与实战速查手册
c语言·操作系统·rtos
花花无缺1 天前
Windows 定时执行 Python 脚本方案
python·操作系统·命令行
小宇子2B1 天前
LRU 不只是最近最少使用:active/inactive、anon/file、folio 和分代 LRU
操作系统
凉、介1 天前
Linux 设备驱动匹配机制
linux·笔记·单片机·学习·操作系统·嵌入式
沅姬2 天前
如何优雅地关闭找不到终端的 roslaunch 进程
操作系统
小宇子2B3 天前
从 malloc 到物理页:把 Linux 内存管理链路串起来
操作系统
无忧.芙桃3 天前
线程同步与线程互斥(上)
linux·运维·操作系统·运维开发
zandy10115 天前
从可用到好用:2026年信创改造建设之邮件系统经验分享
经验分享·中间件·操作系统·信创·国产cpu