當 is_lock_free() == false 時，是否存在無法保證 std::atomic 的原子性的情況？

Question

即使is_lock_free() == false ，通常也可以保證 std::atomic 的原子性。 是對的嗎？

我徘徊在is_lock_free() == false時，存在無法保證原子性的計算機環境或情況。

Answer 1

非無鎖原子不是無地址的，因此在兩個進程之間共享 memory 意味着它們不尊重彼此的鎖。 （對於在同一進程中持有相同原子 object 的頁面的兩個虛擬映射相同， 除非 hash 鎖表僅在地址的低位索引，頁內偏移，但這可能是一個壞設計。）

ISO C++ 沒有定義內存映射函數或進程，因此標准本身並沒有 go 詳細說明，只是說無鎖原子應該是無地址的（這使得它們在共享內存中工作）。 現實世界的實施就是這種情況。

否則它總是原子的。 通常的實現機制很簡單：使用地址來索引自旋鎖或互斥表。

當然，這假設程序沒有未定義的行為，但 C++ 中的所有其他內容也是如此。在 C++ 程序執行期間任何地方的任何 UB 意味着在該點之前或之后的所有保證都在 window 之外。

在實踐中，除了使用memcpy或普通uint64_t*訪問std::atomic表示而不是通過std::atomic<uint64_t> class。

無鎖 std::atomic 實際上更容易用 UB 破壞，例如通過取消引用未與alignof(std::atomic<T>)對齊的atomic<T>* 。 在許多支持未對齊加載/存儲的 ISA 上，它會運行但實際上不是原子的，因為 C++ 實現依賴於硬件保證對齊加載和存儲的原子性。