Question

我的第一个问题是：有没有办法访问atomic<struct>对象中struct的成员？例如，我得到编译器错误：

struct std::atomic<node>’ has no member named ‘data’ a.data = 0;

在此细分中

struct node{
  int data;
  node* next;
};

int main(){
  atomic<node> a;
  a.data = 0;
}

我可以通过创建一个像这样的临时节点来解决它：

  atomic<node> a;
  node temp;
  temp.data = 0;
  a.store(temp);

但这看起来并不优雅。

第二个问题是，如果我有一个指向原子对象的指针怎么办？反正有没有直接访问节点的成员？显然下面的代码没有编译，如何将其更改为在b的节点值中存储0？

atomic<node> b = new node;
b->data = 0;

这是我已经找到的解决方案，但是，还有更优雅的方法吗？

atomic<node> *b;
node temp;
temp.data = 0;
b->store(&temp);

最后，atomic<node*>和atomic<node>*

之间有什么区别

Answer 1

这[解决方法]看起来并不优雅。

std::atomic<T>不能使任意操作成为原子：只支持加载和存储数据。这就是为什么你的＆＃34;解决方法＆＃34;实际上是处理原子对象的方法：以任何你喜欢的方式准备新的node值，然后将其原子地设置为atomic<node>变量。

如果我有一个指向原子对象的指针怎么办？反正是否直接访问节点的成员？

通过指针访问节点的内容也不是原子的：因为std::atomic<T>只能保证加载和存储它的值是原子的，所以它不允许你访问T＆＃ 39;成员没有明确的副本。这是一件好事，因为它可以防止代码读者误以为对T内部的访问在某种程度上是原子的。

atomic<node*>和atomic<node>*
之间的区别是什么？

在第一种情况下，原子对象存储一个指针，该指针可以原子方式访问（即，您可以原子地将此指针重新指向新节点）。在第二种情况下，原子对象存储可以原子方式访问的值，这意味着您可以原子地读取和写入整个node。

Answer 2

当你这样做时

atomic<node> a;
node temp; // use a.load() to copy all the fields of a to temp
temp.data = 0;
a.store(temp);

您失去了下一个字段的值。我会做出建议的改变。如果node是简单类型，比如 std :: atomic_int ，我认为使用“ = ”运算符是可能的。否则不是。我不认为你的案子还有另一种解决方法。

最后，原子＆lt;之间有什么区别？节点*＆gt;和原子＆LT;节点＆gt; *？

如果你使用原子＆lt;节点*＆gt;在节点对象的地址上完成的操作将是原子操作，而在另一种情况下，您需要为原子对象分配内存，并在实际节点对象上完成操作将是原子的。

Answer 3

请注意您的解决方案＆＃34;包括除.data以外的所有成员的非原子读 - 修改 - 写。

atomic<node> a;

node temp = a.load();
temp.data = 0;
a.store(temp); // steps on any changes to other member that happened after our load

如果你想要一个结构，你可以在其中原子地更新所有成员或单独原子地修改其中一个（在整个结构上没有compare_exchange_weak），你可以使用{{3 }}。这可能对例如双链表中的两个指针，或指针+计数器。当前的编译器甚至不会读取原子结构的一个成员，而不会像使用CMPXCHG16B加载整个结构那样慢，然后只看一个成员。（即使使用memory_order_relaxed，gcc6.2就属于这种情况。）

只有当您使用C ++编译器保证编写一个联合成员然后读取另一个联合成员时，这种联合黑客才有效，就像它在C99中一样。

这适用于最大尺寸的结构，硬件可以cmpxchg，即x86-64上的16B（如果你在gcc中启用-mcx16），使用第一代K8 CPU没有的CMPXCHG16B支持，所以它不是技术上的基线x86-64）。

对于较大的结构，atomic<the_whole_thing>不会无锁，并且通过另一个工会成员中的atomic<int>对其成员进行读/写将不安全。尽管如此，阅读仍然可以。

这可能会使内存排序语义变得混乱，因为即使是强排序的x86也可以a union of an atomic struct and a struct with two atomic members 。如果你大多只需要原子性，那就太棒了，但是在刚编写一个成员的同一个线程中读取完整对象（例如在执行cmpxchg时）需要在x86上使用MFENCE，即使是获取/释放语义。您将始终看到自己的商店，但如果其他线程存储到同一个对象，他们可以在您加载后观察您的商店。

对原子结构和指针的误解

3 个答案: