C++ x86cpu上的比较与交换

例如，在intel i3、i5、i7 x86 64位cpu上，CAS是否只保证最大8字节对象大小的原子

在x86 cpu上，将lock指令添加到CAS操作中，例如，

CMPXCHG

，这意味着整个缓存线对于读取cpu是锁定的，因此

std:：atomic:：compare\u exchange\u weak（）

不会因虚假故障原因返回故障

如果x86 cpu在CAS操作时使用

lock

，如果在共享资源上使用无锁编程而不是std:：mutex，性能会有什么提高

---

例如，如果我想写一个无锁链表。我在头节点的指针上执行原子加载，并将其与

std:：atomic:：compare\u exchange\u弱（）

进行比较，以查看是否进行了任何更改。在这种情况下，ABA问题是否适用于x86 cpu？

这里有几个问题：-）

根据定义，CAS操作始终是原子的。话虽如此，支持什么（如果有的话）CAS操作取决于您的硬件，包括可以为此类操作交换的最大字节数。一些CPU（如ARM）根本不直接支持CAS。x86-64 CPU支持8字节CA，所有现代CPU也通过

CMPXCHG16b

指令支持16字节CA（通常称为双宽度CA）

我不确定CAS是否会在您提到的CPU上出现错误故障（尽管我知道在某些平台上不会）。我对这些特定CPU上的缓存体系结构了解不够。然而，当在

比较交换弱

和

比较交换强

之间进行选择时，底层硬件实现是不相关的：如果您只是在编写一个典型的小型CAS循环，那么应该使用一个对您正在做的事情有意义的弱交换（对于虚假故障的额外工作可以忽略不计），以及一个强大的交换。这也使您的代码更具可移植性和健壮性

你需要衡量。这几乎完全取决于你的应用程序在做什么（如果你的应用程序真的被围绕共享资源的极高争用率所束缚，它可能会从重新设计中受益，而重新设计首先需要更少的共享）。一般来说，

std:：mutex

是“足够好的”（实际上大部分时间性能都很好），但是如果在高争用情况下锁内有非常少量的工作，那么锁定开销确实会超过实际工作量，并且无锁算法可以显著提高吞吐量

ABA绝对适用于x86。这是一个由于CAS本身的基本性质而产生的问题，无论硬件实现如何

我的建议是在编写无锁代码时要非常小心。测试非常困难，而且在某些情况下（例如，在稍有不同的硬件上，或在不同的工作负载下使用时，等等），在bug出现之前（甚至在生产中）可能会工作多年。不要一开始就编写一个像链表一样的通用数据结构，因为在一般情况下，正确处理插入和删除是一个噩梦（至少，如果您的目标是在争用下保持高性能，这通常是因为这就是为什么您首先编写无锁数据结构的原因）。相反，请找出特定应用程序逻辑所需的确切最小操作，并仅实现这些操作。只添加无锁链表编写起来相当简单；由于ABA，包含删除头部或尾部的功能要复杂得多