C++ 为什么不'；t标准库以无锁方式为8字节以下的结构实现std:：atomic？

假设该体系结构能够以无锁方式支持std:：atomic的8字节标量。为什么标准库不为小于8字节的结构提供类似的专门化

这种std：：原子专门化的简单实现可以将结构序列化/反序列化（使用

std：：memcpy

）为等效的

std：：uintx_t

，其中

x

是以位为单位的结构宽度（四舍五入到大于或等于结构宽度的最接近的2次方）。这将是一个很好的定义，因为std:：atomic需要这些结构具有很小的可复制性

例如，这里的

Something

只有3个字节，但是实现调用

\uuuuu原子加载

和

\uuu原子交换

，这两个调用都使用锁表

Linux的

atomic

不幸的是（？）没有达到2次方大小<代码>标准：：原子arr[10]具有sizeof（arr）=30。（）

---

使用

struct Something{alignas（4）char a；char b，c；}

（不是
alignas（4）char a，b，c；
，因为这将使每个char填充为4个字节，以便它们可以对齐。）

大小为非2次方的对象可能跨越缓存线边界，因此不可能总是使用更宽的4字节负载

另外，纯存储总是必须使用CAS（例如，
lock cmpxchg
）来避免在对象外部发明对字节的写入：显然，您不能使用两个单独的
mov
存储（2字节+1字节），因为这不是原子的，除非您在带有重试循环的TSX事务中这样做


x86加载/存储仅保证用于不跨越8字节边界的内存访问。（在一些供应商/UARCHE上，缓存线边界。或者对于可能无法缓存的加载/存储，基本上需要自然对齐）

你的
struct Something{chara，b，c；}没有对齐要求，所以没有C++规则阻止<代码>某物< /Cord>对象跨越2条缓存行。这将使普通的mov加载/存储绝对非原子化

gcc和clang选择使用与
T
相同的布局/对象表示实现
atomic
（无论是否无锁）。因此，
atomic
是一个3字节的对象。因此，
原子的数组
必然有一些对象跨越缓存线边界，并且不能在对象外部填充，因为在C中数组不是这样工作的。
sizeof（）
=3告诉您数组布局这使得无锁的
原子的
成为不可能。（除非您使用
lock cmpxchg
加载/存储，即使在缓存线拆分时也是原子的，这将在发生这种情况时产生巨大的性能损失。最好让开发人员修复他们的结构。）

atomic
类可以比
T
具有更高的对齐要求，例如
atomic
具有alignof（atomic_int64_T）==8，这与许多32位平台（包括i386系统V ABI）上的
alignof（int64_T）==4不同

如果gcc/clang没有做出保持布局不变的选择，他们可以让
atomic
将小对象填充到下一个2次方，并添加对齐，这样它们就可以无锁了。这将是一个有效的实现选择。我想不出有什么坏处


有趣的事实是，gcc的C11
\u-Atomic
支持是：
\u-Atomic-int64\t
可以在结构内部错位，导致撕裂。他们仍然没有更新原子
类型的ABI以使其自然对齐

但是g++的C++11 std:：atomic在头文件中使用了一个模板类，该类在不久前修复了这个bug（）；确保
atomic
具有自然对齐（高达2倍大小），即使
T
具有对齐<大小。因此，它们不可能跨越比它们更宽的任何边界。
gcc正确地将结构设置为4字节（而不是3字节），请参阅。“叮当声不起作用。@PaulSanders有趣的是，我想知道为什么3字节不起作用。.没有x86指令加载/存储3字节，更不用说原子了。@rustyx啊，对不起，但是你总是可以占用超过2的下一次幂的大小，对吗？”？节
§[atomics.types.generic]p3允许这样做-原子专门化的表示不需要与其相应的参数类型具有相同的大小。不过，我想这可能存在移植性问题？@好奇：当我说“强制对齐”时，我的意思是
alignas（4）
。噢，缓存线拆分实际上很有意义，谢谢！