std::atomic_ref 如何为非原子类型实现？

Question

我想知道如何为非原子对象有效地实现std::atomic_ref （每个对象一个std::mutex ），因为以下属性似乎很难强制执行：

通过 atomic_ref 应用于 object 的原子操作相对于通过引用相同 object 的任何其他 atomic_ref 应用的原子操作而言是原子操作。

特别是以下代码：

void set(std::vector<Big> &objs, size_t i, const Big &val) {
    std::atomic_ref RefI{objs[i]};
    RefI.store(val);
}

似乎很难实现，因为std::atomic_ref都需要以某种方式选择相同的std::mutex （除非它是同一类型的所有对象共享的大主锁）。

我错过了什么吗？ 或者每个 object 负责实现std::atomic_ref ，因此要么是原子的，要么带有std::mutex ？

Answer 1

实现可以使用 hash 基于 object 的地址来确定在执行操作时要获取一组锁中的哪一个。

Answer 2

实现与std::atomic<T>本身几乎完全相同。 这不是一个新问题。

请参阅std::atomic 的锁在哪里？ std::atomic / std::atomic_ref的典型实现是 static hash 锁表，按地址索引，用于非无锁对象。 Hash 冲突只会导致额外的争用，而不是正确性问题。 （死锁仍然是不可能的；锁只被原子函数使用，它们从不尝试一次取 2 个。）

例如，在 GCC 上， std::atomic_ref只是在 object 上调用__atomic_store的另一种方式。 （参见GCC 手册：atomic builtins ）

编译器知道T是否小到可以无锁。 如果没有，它会调用将使用锁的 libatomic 库 function。

(fun fact: that means it only works if the object has sufficient alignment for atomic<T> . But on many 32-bit platforms including x86, uint64_t might only have 4-byte alignment. atomic_ref on such an object will compile and run,但如果编译器在 32 位模式下使用 SSE 8 字节加载/存储来实现它，则实际上不是原子的。幸运的是，具有alignof(T) == sizeof(T)的对象没有危险，就像大多数原始类型一样64 位架构。）