Question

这是通用原子交换功能的正确实现吗？我正在寻找GCC上与C ++ 03兼容的解决方案。

template<typename T>
void atomic_swap(T & a, T & b) {
    static_assert(sizeof(T) <= sizeof(void*), "Maximum size type exceeded.");
    T * ptr = &a;
    b =__sync_lock_test_and_set(ptr, b);
    __sync_lock_release(&ptr);
}

如果没有，我该怎么做才能解决它？

另外：__sync_lock_release总是必要的吗？在搜索其他代码库时，我发现通常不会调用它。没有发布调用，我的代码如下所示：

template<typename T>
void atomic_swap(T & a, T & b) {
    static_assert(sizeof(T) <= sizeof(void*), "Maximum size type exceeded.");
    b = __sync_lock_test_and_set(&a, b);
}

PS：Atomic swap in GNU C++是一个类似的问题，但它没有回答我的问题，因为提供的答案需要C ++ 11的std::atomic而且它的签名Data *swap_data(Data *new_data)似乎不一样对swap函数有意义。（它实际上将提供的参数与在函数之前定义的全局变量交换。）

Answer 1

请记住，此版本的swap不是完全原子操作。虽然b的值将以原子方式复制到a，但a的值可能会被另一个线程复制到b的另一个修改。换句话说，对b的赋值与其他线程不是原子的。因此，您可能会遇到a == 1和b == 2的情况，并且在内置gcc之后，最终会返回a == 2并返回1的值，但现在另一个线程已将b的值更改为3，并在b中使用1的值覆盖该值。因此，虽然你可能在“技术上”交换了这些值，但是你并没有原子地做到这一点......另一个线程触及了来自gcc原子内置函数的返回之间b的值，以及将值返回b。从装配的角度来看，你有以下几点：

lea RAX, qword ptr [RDI]  // T * ptr = &a;
mov RCX, qword ptr [RSI]  // copy out the value referenced by b into a register
xchg [RAX], RCX           // __sync_lock_test_and_set(&a, b)
mov qword ptr [RSI], RCX  // place the exchange value back into b (not atomic!!)

老实说，如果没有DCAS或弱负载链接/存储条件等硬件操作，或者可能使用某些其他方法（如事务内存），则无法进行两个独立内存位置的无锁原子交换（它本身倾向于使用细粒度锁定。）

其次，正如您的函数现在被编写，如果您希望您的原子操作同时具有获取和释放语义，那么是的，您将不得不放置在__sync_lock_release中，或者您必须通过__sync_synchronize添加完整的内存屏障。否则它只会在__sync_lock_test_and_set上获得语义。尽管如此，它并没有原子地交换两个独立的内存位置......

使用gcc原子内置函数的原子交换函数

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