32비트 원자만 사용하여 64비트 원자 카운터를 구현하는 방법은 무엇입니까?

32비트 원자로 64비트 원자 카운터 구현

소개:

이 기사에서는 다음을 사용하여 64비트 원자 카운터의 설계 및 구현을 다룹니다. 32비트 원자적 연산. 공유 카운터에 대한 효율적이고 잠금 없는 액세스를 제공하는 것을 목표로 하며, 특히 여러 독자와 단일 작성자가 있는 시나리오에 적합합니다.

디자인 고려 사항:

제안된 제안 디자인은 읽기 잠금으로 사용되는 낮은 비트와 함께 32비트 생성 수를 활용하는 "SeqLock" 개념을 기반으로 합니다. 메커니즘.

코드 구현:

class counter {
    atomic<uint32_t> lo_;
    atomic<uint32_t> hi_;
    atomic<uint32_t> gen_;

    uint64_t read() const {
        auto acquire = memory_order_acquire;
        uint32_t lo, hi, gen1, gen2;
        do {
            gen1 = gen_.load(acquire);
            lo = lo_.load(acquire);
            hi = hi_.load(acquire);
            gen2 = gen_.load(acquire);
        } while (gen1 != gen2 || (gen1 & 1));
        return (uint64_t(hi) << 32) | lo;
    }

    void increment() {
        auto release = memory_order_release;
        gen_.fetch_add(1, release);
        uint32_t newlo = 1 + lo_.fetch_add(1, release);
        if (newlo == 0) {
            hi_.fetch_add(1, release);
        }
        gen_.fetch_add(1, release);
    }
};

설계 평가:

1. 정확성: 이 디자인은 64비트 원자 카운터의 유효한 구현을 제공하여 경쟁 조건을 방지하고 모든 스레드에 일관된 값이 표시됩니다.
2. 효율성: 64비트 원자 대신 32비트 원자를 사용하면 특히 64비트 원자 연산 비용이 많이 드는 시스템에서 성능이 향상됩니다.
3. 잠금 방지: SeqLock 설계로 잠금이 필요하지 않으므로 동시성이 높습니다. 카운터에 액세스합니다.

대체 솔루션:

원자적 RMW(읽기-수정-쓰기) 작업이 필요하지 않을 수도 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 증분 연산. 대신, 더 효율적인 접근 방식은 릴리스 메모리 순서와 함께 순수 로드 및 저장을 사용하는 것입니다.

void increment() {
    auto release = memory_order_release;
    uint64_t count = lo_.load(release) | (uint64_t(hi_.load(release)) << 32);
    count++;
    lo_.store(count & uint32_t(-1), release);
    hi_.store((count >> 32) & uint32_t(-1), release);
}

결론:

제안된 구현은 효율적이고 올바른 솔루션을 제공합니다. 32비트 원자를 사용하여 64비트 원자 카운터를 생성합니다. SeqLock 설계를 통해 카운터는 잠금 없이 작동하는 동시에 데이터 경합 없이 여러 판독기와 단일 기록기가 동시에 작동할 수 있습니다.

위 내용은 32비트 원자만 사용하여 64비트 원자 카운터를 구현하는 방법은 무엇입니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!