添加数字时为什么需要互斥锁？

Question

我知道添加数字的操作是一条指令。它不应该被打断。那为什么不添加原子操作呢？为什么我们需要互斥锁？

Answer 1

请考虑以下代码：

void add(int *dst, int src)
{
    *dst += src;
}

在ARM64上编译为：

ldr w2, [x0]
add w1, w2, w1
str w1, [x0]
ret

ARM64没有在内存上运行的“add”指令，只在寄存器上运行，因此必须使用3条指令实现加法：加载，添加，存储。

在x86-64上，它编译为：

add DWORD PTR [rdi], esi
ret

所以这是一条指令，但要执行它，Intel cpu会将此指令内部拆分为内部执行引擎的3个微指令：load-add-store。所以这两种架构没有区别。

此外，cpus使用write buffer来提高内存操作的性能。最后一个存储将被缓冲，因此实际写入内存的时间会延迟，并且有足够的时间让其他cpu修改该值。

如果你需要原子地添加，处理器提供了一些以原子方式执行简单操作的方法，因此不需要互斥。

英特尔有lock前缀，因此您可以执行lock add。自ARMv8.1起ARM64具有STADD之前，可以使用ldxr和stxr的组合。