我有一对unsigned int32
std::atomic<u32> _start;
std::atomic<u32> _end;
有时我想用比较交换设置开始或结束，所以我不希望在整个64位对上使用CAS可能导致虚假失败。我只想使用32位CAS。
_end.compare_exchange_strong(old_end, new_end);
现在我可以将start和end作为一个原子64位读取。或两个独立的32位读取。进行一次64位原子获取（编译器添加适当的内存栅栏）而不是两个独立的32位原子位读取和两个内存栅栏（或者编译器会优化它吗？）
如果是这样，我将如何在c ++ 11中做到这一点？
答案 0 :(得分：3)
该标准不保证std::atomics与基础类型具有相同的大小，也不保证atomic上的操作是无锁的（尽管它们可能适用于uint32最小）。因此，我很确定没有任何符合标准的方法将它们组合成一个64bit原子操作。因此，您需要决定是否要将两个变量手动组合成64位变量（并且只能使用64位操作）。
作为示例，平台可能不支持64bit CAS（对于第一个Pentium IIRC添加的x86，因此在编译486兼容时不可用。在这种情况下，它需要以某种方式锁定，所以原子可能包含64bit变量和锁定。
关于围栏：这取决于您为操作指定的memory_order。如果内存顺序指定两个操作需要按照它们被执行的顺序可见，编译器显然将无法优化栅栏，否则可能。当然假设你只针对x86 memory_order_seq_cst实际上会从我记忆中发出一个屏障指令，所以更少的东西会阻碍编译器完成指令重新排序，但不会有实际的惩罚。）
当然，根据您的平台，您可以通过std::atomic<int32>或int64将两个union作为reinterpret_cast之一进行投射，从而获得豁免，标准不需要此行为，并且（至少在理论上）可以随时停止工作（新的编译器版本，不同的优化设置，......）
答案 1 :(得分：0)
如果您的两个整数需要原子更新，那么您必须将它们视为单个原子64位值，您真的没有其他选择。单独的整数更新不是原子的，也不可行。我同意Unions在这里并不相关，并建议你只需将这对整数转换为（INT64）并执行你的Cas64。
使用关键部分是过度杀伤 - 使用Cas64，它们只需要大约33个机器周期（未选择），而关键部分的成本更像是100个未安装的周期。
请注意，在版本化指针上执行此完全相同的操作是很常见的，32位指针由32位指针和32位指针组成，它们一起更新为一个，如上所述使用Cas64。此外，它们实际上必须“正确排列”，因为您从不希望这些值超出缓存行边界。