什么时候应该使用std :: atomic_compare_exchange_strong？

Question

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

根据cppreference ：

允许函数的弱形式虚假地失败，即，即使它们是相等的，也可以表现为* obj！= *。 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。 当一个弱的比较和交换需要一个循环而一个强大的那个不需要时，强者更可取 。

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));

有人可以给出比较和交换不在循环中的示例，以便强版本更可取吗？

Answer 1

atomic_compare_exchange_XXX函数使用观察值更新其“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));

如果所需的值与预期值无关 ，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是当前线程的非零ID，并且current用于提供互斥以确保某个线程执行清理任务。 我们并不关心哪一个，但我们想确保一些线程可以访问（也许其他线程可以通过从current读取它的ID来观察获胜者）。

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atomic_compare_exchange_weak需要循环来实现与atomic_compare_exchange_strong相同的效果的atomic_compare_exchange_strong ，因为虚假失败是可能的：

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";
}

该标准表明，在这种情况下，实现可以为atomic_compare_exchange_strong比使用... ..._weak循环（§29.6.5/ 25 [atomics.types.operations.req]）更高效的代码。