如何使用原子增量和比较和交换操作处理整数溢出？

Question

我正在编写一些实现（无符号）整数计数器的代码。

1. 从任意数量的线程中使用它。
2. 线程每次都应该获得一个唯一值，直到溢出。
3. 如果整数类型范围溢出，则应返回零。
4. 我有处理原子增量函数（返回旧值）和原子比较和交换函数。

到目前为止，我提出的所有场景都会遇到溢出的竞争条件。是否可以使用这些约束来实现计数器？

Answer 1

您可以通过比较和交换构建所有内容。一般算法是

int DoSomeAtomicCalculation()
{
    static int value;
    int capture, newValue;
    do {
        capture = value;
        newValue = some_function_based_on(capture);
    } while (!compare_and_swap(value, capture, newValue));
    return newValue;
}

（我假设compare_and_swap接受变量，比较值和交换值，如果比较成功（并且发生交换），则返回true。