Question

C ++ 11中有两个原子CAS操作：atomic_compare_exchange_weak和atomic_compare_exchange_strong。

允许弱函数形式的虚假失败即使它们是平等的，就好像* obj！= *一样。当一个比较和交换处于循环中，弱版本将产生更好的效果在某些平台上的表现。 当弱比较和交换时需要一个循环，一个强大的不会，强大的循环优选

以下是使用弱版本的示例，我认为：

do {
    expected = current.value();
    desired = f(expected);
} while (!current.atomic_compare_exchange_weak(expected, desired));

有人可以举例说明比较和交换不在循环中，以便强版本更好吗？

Answer 1

atomic_compare_exchange_XXX函数使用观察值更新其“预期”参数，因此您的循环与以下内容相同：

expected = current;
do {
    desired = f(expected);
} while (!current.atomic_compare_exchange_weak(expected, desired));

如果所需值是独立预期值，则此循环变为：

desired = ...;
expected = current;
while (current.atomic_compare_exchange_weak(expected, desired))
  ;

让我们添加一些语义。假设有几个线程同时运行它。在每种情况下，desired是当前线程的非零ID，current用于提供互斥以确保某些线程执行清理任务。我们并不关心哪一个，但我们想确保一些线程可以访问（也许其他线程可以通过从current读取它的ID来观察获胜者。）

我们可以通过以下方式实现所需的语义：

expected = 0;
if (current.atomic_compare_exchange_strong(expected, this_thread)) {
  // I'm the winner
  do_some_cleanup_thing();
  current = 0;
} else {
  std::cout << expected << " is the winner\n";
}

这是atomic_compare_exchange_weak需要循环来实现与atomic_compare_exchange_strong相同效果的情况，因为虚假失败是可能的：

expected = 0;
while(!current.atomic_compare_exchange_weak(expected, this_thread)
       && expected == 0))
  ;
if (expected == this_thread) {
  do_some_cleanup_thing();
  current = 0;
} else {
  std::cout << expected << " is the winner\n";
}

该标准表明，在这种情况下，实现可以为atomic_compare_exchange_strong提供比使用..._weak（第29.6.5 / 25 [atomics.types.operations.req]）循环更有效的代码。

什么时候应该使用std :: atomic_compare_exchange_strong？

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