为什么原子操作需要独占缓存访问？ 在我理解原子操作时，例如C++原子首先锁定高速缓存行，然后执行原子操作。我有两个问题：1。如果说原子比较和交换是硬件中的原子操作本身，那么为什么我们需要锁定缓存线和2。当缓存线被锁定时，另一个cpu如何等待它？它是否使用旋转锁式等待

谢谢

首先，这要看情况而定

一,。如果系统锁定高速缓存行与C++无关。这是一个如何组织缓存的问题，尤其是汇编指令如何与缓存一起工作的问题。这是cpu架构的问题

二,。编译器如何执行原子操作取决于实现。将生成哪些汇编指令来执行原子操作可能会因编译器而异，甚至在不同版本上也会有所不同

三,。正如我所知，如果不能对访问同一缓存线的其他内核执行更聪明的通知/同步，那么缓存线的完全锁定只是一种后备解决方案。但通常不仅仅涉及单个缓存。想想多级缓存体系结构。某些缓存仅对单个核心可见！因此，还需要执行更多的内存系统操作，如锁定线路。如果涉及多个核心，还必须从不同的缓存级别移动数据

四,。从C++的角度看，原子运算不仅仅是一个运算。真正发生的事情取决于原子操作的内存排序选项。由于原子操作通常用于线程间同步，因此对于单个原子RMW操作，必须做更多的事情！要想知道必须做什么，你应该给一个机会。它详细介绍了记忆障碍和记忆顺序

五,。如果真的发生这种情况，锁定缓存线不应在其他内核上导致自旋锁或其他事情，因为对缓存线本身的访问只需要一些时钟周期。根据体系结构的不同，它只是将另一个内核保存一些周期。在不同的管道中，休眠堆芯可能会并行执行其他操作。但是，嘿，这是非常具体的硬件

正如已经作为注释给出的：看一看，它给出了一些关于缓存一致性和锁定的提示

这不仅仅是在引擎盖下锁定。我相信你的问题只触及表面

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实际用法：不要考虑！编译器供应商和cpu架构师做得很好。作为程序员，你应该衡量你的代码性能。从我的角度来看：不需要考虑缓存线被锁定时会发生什么。您必须编写好的算法，并考虑好程序数据的内存组织，减少线程之间的相互关系。

您读过这篇文章吗：对于多核，原子更改必须对每个核有效。由于另一个内核可能缓存了相同的存储，因此它必须使该存储失效，以允许它看到更改。嗯，这是一个H/W问题，具体如何做。我不确定C++是否与此相关，除了它确实提供了STD：：原子，如果有可用的话，可以访问H/W特性。请注意，如果H/W锁不适用于锁定类型，std:：atomic可能会退回到其他锁定。这种思维模式有点过于简单，无法真正取得进展，但处理器制造商将其内存控制器视为商业秘密，因此并没有很多方法使其更准确。每个处理器都有一种方法，可以用一组特定的指令来自动更新内存。这就是std:：atomic使用这些指令所做的一切。当这样的更新正在进行时，其他内核肯定会被暂停，这可能会有点不走运。或者写非最佳代码。我只是想知道，当硬件的原子操作本身就是原子操作时，为什么需要独占缓存线访问。。。