使用原子指令實現C ++鎖？

Question

前幾天，我在一個網站上看到一個問題，起初我以為答案很瑣碎，但后來我以為不是。

如何使用原子指令實現鎖？ 比較和交換是原子檢查某物價值的標准方法，但是它旨在用於無鎖設計，因此令我感到困惑。

Answer 1

當您說“使用原子指令的鎖”時，您可能指的是自旋鎖 。

自旋鎖只是具有兩個值的單個原子整數（或布爾值）：LOCKED和UNLOCKED。 鎖定功能執行原子比較，並在while循環中進行交換，直到它成功將值從UNLOCKED修改為LOCKED為止，此時該線程擁有鎖。 解鎖功能只是將原子的值重置為UNLOCKED。

class spin_lock
{
    constexpr int UNLOCKED = 0;
    constexpr int LOCKED = 1;

    std::atomic<int> m_value = 0;

public:
    void lock()
    {
        while (true)
        {
            int expected = UNLOCKED;
            if (m_value.compare_exchange_strong(expected, LOCKED))
                break;
        }
    }

    void unlock()
    {
        m_value.store(UNLOCKED);
    }
};

說原子比較和交換指令是用於無鎖設計的，這也是不正確的。 它們對於所有形式的同步都非常重要。