`std::atomic` 변수는 잠금을 사용합니까? 그렇다면 어떻게 사용합니까?

std::atomic 변수의 잠금 위치

데이터 무결성이 중요한 원자 변수의 맥락에서 널리 알려진 오해 이러한 변수 내 잠금의 존재 및 저장과 관련하여 발생합니다. 대중적인 믿음에도 불구하고, 원자 변수는 특히 CPU가 원자적으로 조작할 수 없는 대규모 데이터 구조를 처리할 때 잠금을 활용하여 데이터 일관성을 유지할 수 있습니다.

잠금 구현

이러한 잠금의 일반적인 구현은 원자 개체의 주소가 키 역할을 하는 뮤텍스 또는 스핀록의 해시 테이블입니다. 이 해시 테이블은 원자 변수에서 작동하는 모든 스레드가 액세스할 수 있는 공유 메모리 공간 내에 상주합니다.

잠금 획득

스레드가 원자 변수를 수정하려고 시도하면 먼저 변수 주소와 관련된 잠금을 얻습니다. 이렇게 하면 한 번에 하나의 스레드만 변수에 액세스하고 수정할 수 있으므로 데이터 손상이나 경합 상태가 방지됩니다.

충돌 처리

해시 충돌에 유의하는 것이 중요합니다. 여러 원자 객체가 동일한 잠금을 공유하는 상황이 발생할 수 있습니다. 이는 정확성 문제는 아니지만 여러 스레드가 공유 잠금에 액세스하기 위해 경합하므로 성능 저하가 발생할 수 있습니다.

잠금 없는 개체

다음과 같은 경우 원자 변수에는 잠금이 없으며 데이터 일관성을 유지하기 위해 외부 잠금이 필요하지 않습니다. 이는 일반적으로 CPU가 원자적으로 조작할 수 있는 더 작은 데이터 유형의 경우입니다. 단점은 이러한 구현이 더 크고 복잡한 데이터 구조를 처리하는 데 제한적일 수 있다는 것입니다.

교착 상태 방지

std::atomic 연산이 특히 중요하다는 점을 강조할 가치가 있습니다. 교착 상태를 방지하도록 설계되었습니다. 이는 std::atomic 함수가 한 번에 둘 이상의 객체를 잠그려고 시도하지 않는다는 사실로 인해 보장됩니다.

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