C++ 如何比较交换C和x2B+；函数决定比赛条件？

如我们所知，

compare\u exchange\u weak（）

如果存在争用条件，则返回一个错误（假值），因此操作无法完全完成。但竞争条件究竟是如何由

compare\u exchange\u weak（）

确定的呢

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如果有多个线程尝试读取/写入值，则指令是否会返回错误，也就是说，获取一个锁，并且正是通过这种方式

比较交换\u弱

确定竞争条件？

cmpxchg指令影响

ZF

标志：如果交换成功，则设置该标志，否则清除该标志

让我们通过一个例子来了解这一点：

std::atomic<int> a;

bool my_compare_exchange(int expected, int desired) {
   bool succeeded = a.compare_exchange_weak(expected, desired);
   return succeeded;
}

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如果交换成功（即，

ZF

由

cmpxchg

设置），则使用

sete al

将寄存器

al

设置为

1

）。否则，它被设置为零（即，

ZF

被

cmpxchg

清除）。

锁定cmpxchg

是原子的；在执行过程中不会发生任何事情（逻辑上无论如何）。与

compare\u exchange\u weak

的LL/SC实现不同，当另一个线程在同一缓存线中写入时，它不会错误地失败，只有当比较实际失败时。（）

compare\u exchange\u strong

可以实现为

lock cmpxchg

而无需循环

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您是否在询问加载旧值、修改旧值，然后尝试将新值固定到位的用例？（例如，合成硬件不直接提供的原子操作，例如，或）

在这种情况下，是的，

cmpxchg

失败的原因是与另一个线程的竞争

作为@ネロク 说明：您可以检查

cmpxchg

的标志结果，以获得

compare\u exchange\u strong

的布尔结果，即判断比较部分是否失败以及存储是否完成。看

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lock cmpxchg

还有其他用例，比如通过旋转

lock来等待自旋锁变为可用。比较\u exchange\u弱（0，1）

，反复尝试将未锁定的变量转换为锁定状态。因此，失败的CAS不是来自竞争条件，它只是来自仍然保持的锁。（因为您传递的是一个常量作为“预期值”，而不是从该位置读取的值。）

这通常不是个好主意。我认为，通常最好是在等待锁时旋转只读，并且只有在看到可用的情况下，才尝试使用CAS或XCHG获取锁。（使用

xchg

并测试整数结果可能比

lock cmpxchg

更便宜，可能会使缓存线锁定更少的周期。）

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TL:DR：如果你想对正确性进行推理，无锁编程需要精确的语言

cmpxchg

执行时，如果EAX与内存中的值不匹配，则会失败并清除ZF（创建

ne

不相等条件）。指令本身并不知道或关心种族，只知道它自己执行时的确切状态

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作为一名程序员，当使用它作为构建块来创建更大的原子操作时，你必须担心竞争和重试。

你知道这个Q/a吗？@Scheff谢谢，我已经阅读了这个Q/a并找到了很多有用的信息，但我仍然没有找到答案。我只是想知道，compare_exchange_uuu函数到底是如何检测到竞争条件的。我在谷歌上搜索了“compare_exchange_弱（）锁cmpxchg”。我的印象是，关于Intel x86/x64，所有这些在C++11中考虑的关于锁定的微妙细节都没有那么重要，因为Intel命令没有那么多样化。我找不到可以链接为“证据”的东西，但您可以搜索自己以“获得感觉”。我非常确定，在x86上，compare\u exchange\u weak与compare\u exchange\u strong的功能相同

cmpxchg

指令设置ZF（零标志），这取决于值是否相等并因此发生了更改。谢谢，现在我了解了compare_exchange如何检测竞争条件。但我还有两个新问题：）首先，

lock

prefix是否会自动执行下一条指令，因此

cmpxchg

将正确执行，但还有

sete al

指令，为什么它不会自动执行？如果线程尝试将值设置为

al

registerNo，

al

不会干扰，因为每个线程都有自己的

al

寄存器（

al

在线程之间不共享）。堆栈也是如此。唯一的原子指令是

lock cmpxchg

。哎呀，我现在打开它，看到的汇编代码与您的完全相同，谢谢！我接受你的回答

my_compare_exchange:
        mov     eax, edi
        lock cmpxchg    DWORD PTR a[rip], esi
        sete    al // <-- conditional instruction
        ret