如何使用gcc atomic builtins？

在我的程序中，我试图从多个线程更新一个值。我知道如何使用互斥体（pthread_mutex_lock(), pthread_mutex_unlock()）来做到这一点，但我刚刚了解了gcc的原子构建，所以我想尝试一下。如何使用gcc atomic builtins？

shared value A; 
void each_working_thread() { 
    thread local variable B; 
    if (is_valid(A,B)) 
     __sync_sub_and_fetch(A,B); 
    else 
     throw error; 
}

其中is_valid()是返回布尔型的常量函数。

这是否正确，或者在is_valid()期间A的值可能被另一个线程更新？

来源

2016-12-07 bbvan

我认为is_valid（A，B）可根据A.改变

在这种情况下，这是不是安全的 - 考虑以下序列：

线程1调用is_valid(A, B)，并得到真正的
线程2调用is_valid(A, B)并且变为真
线程1调用__sync_sub_and_fetch(A, B)变化A，并且A的新值表示is_valid(A, B)现在是错误的。
线程2调用__sync_sub_and_fetch(A, B)即使它不应该因为is_valid(A, B)现在是错误的。

您可能会感兴趣的比较交换操作。在这种情况下，你可以写这样的：

int oldValueOfA, newValueOfA; 
do { 
    oldValueOfA = A; 
    __sync_synchronize(); // memory barrier; makes sure A doesn't get accessed after this line 
    if (!is_valid(oldValueOfA, B)) 
     throw error; 
    newValueOfA = oldValueOfA - B; 
} while(!__sync_bool_compare_and_swap(&A, oldValueOfA, newValueOfA));

你不能让两个操作原子，但你可以检测如果他们不是原子然后你可以再次尝试。

这是有效的，因为如果A仍然不包含oldValueOfA,__sync_bool_compare_and_swap什么也不做，并返回false。否则，它将其设置为newValueOfA并返回true。因此，如果它返回true，则在您忙于拨打is_valid时，您知道其他人没有更改A。如果它返回false，那么你还没有做任何事情，所以你可以自由地回去重试。

请注意is_valid可能会被调用几次;这是相关的，如果它有副作用（如在屏幕上打印消息）。在这种情况下，你应该只使用一个互斥量。

来源

2016-12-07 02:40:46 immibis

感谢您的解释。所以在这种情况下我必须使用互斥锁？如果'is_valid'只是'return A> B;'或者是一个相当复杂的函数，需要数百条指令，那么有什么区别吗？ – bbvan

@bbvan如果'is_valid'只是'return A> B;'，你认为我描述的东西还是可以发生的吗？如果不是，为什么不呢？事实上，你问*建议*你没有真正想过我的解释。 – immibis

是的，我认为没有区别...但是我希望有一些像'sync_if_cmpgt_then_sub'这样的神奇的原子操作... – bbvan

这可能不是线程安全的，具体取决于is_valid究竟是什么。

该具体内建的点只是执行原子扣除。

考虑以下代码

A = A - B;

，因为它需要至少2个原子阶段这不是线程安全的 - 在A - B，然后指派回A.这样做的内置解决了一个场景。

来源

2016-12-07 02:34:18 Erix

如何使用gcc atomic builtins？

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