Atomics and Concurrency
a year ago
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- C++中的原子操作是指那些不能被编译器或CPU拆分或重新排序的操作或指令。
- 基本的原子操作包括`store()`、`load()`以及比较并交换（CAS）方法，如`compare_exchange_weak()`和`compare_exchange_strong()`。
- 在并发编程中，内存顺序至关重要，它可以防止数据竞争并确保操作以可预测的顺序执行。
- C++中主要有三种内存顺序：宽松（`std::memory_order_relaxed`）、释放-获取（`std::memory_order_release`和`std::memory_order_acquire`）以及顺序一致（`std::memory_order_seq_cst`）。
- 宽松内存顺序允许最大程度的指令重排序，而顺序一致则提供最强的保证，阻止大多数重排序。
- 释放-获取内存顺序在线程之间创建同步点，确保一个线程中释放操作之前的操作对另一个线程中获取操作之后的操作可见。
- 不同的硬件架构（如x86与ARM）由于指令集设计的差异，在强制执行内存顺序时会有不同的性能开销。
- 可以使用原子操作和内存顺序实现无锁并发队列，但需要谨慎处理以避免ABA问题等隐患。
- 线程消毒工具（TSan）是检测并发代码中数据竞争的有力工具，尤其在测试不同内存顺序时非常实用。