Adakah Pembolehubah Atom untuk Struktur Data Kompleks Benar-benar Menggunakan Kunci, dan Jika Ya, Bagaimana?

Pembolehubah Atom dan Kunci

Dalam bidang pengaturcaraan berbilang thread, pembolehubah atom memainkan peranan penting dalam memastikan manipulasi data yang konsisten. Walau bagaimanapun, apabila ia berkaitan dengan struktur data yang kompleks seperti foo dengan pelbagai elemen, timbul kebimbangan mengenai kehadiran kunci dalam pembolehubah atom.

Teka-teki Pembolehubah Atom dan Kunci

Walaupun andaian bahawa jenis atom yang lebih besar memerlukan kunci, pemerhatian mencadangkan sebaliknya. Coretan kod berikut menunjukkan fenomena ini:

#include <iostream>
#include <atomic>

struct foo {
    double a;
    double b;
};

std::atomic<foo> var;

int main()
{
    std::cout << var.is_lock_free() << std::endl;
    std::cout << sizeof(foo) << std::endl;
    std::cout << sizeof(var) << std::endl;
}

Keluaran kod ini ialah:

0
16
16

Seperti yang anda lihat, kaedah is_lock_free() mengembalikan 0 untuk pembolehubah atom var , namun saiznya tetap sama dengan struktur data asasnya foo. Ini telah membawa kepada soalan: Di manakah kunci disimpan, dan bagaimanakah ia memberi kesan kepada beberapa kejadian pembolehubah atom?

Menyingkap Mekanisme Kunci

Pelaksanaan biasa bagi kunci dalam pembolehubah atom melibatkan jadual cincang mutex. Alamat objek atom berfungsi sebagai kunci, memberikannya kepada kunci unik. Fungsi cincang ini memastikan berbilang pembolehubah atom memetakan kepada kunci yang berbeza, mengasingkan operasi capaiannya dengan berkesan.

Implikasi Potensi dan Pertimbangan Prestasi

Perlanggaran dalam jadual cincang boleh mengakibatkan berbilang objek atom berkongsi kunci yang sama. Walaupun ini tidak menjejaskan ketepatan, ia boleh mewujudkan kesesakan prestasi. Daripada perbalahan bebas antara objek yang berbeza, beberapa utas mungkin bersaing untuk mendapatkan akses kepada kunci yang dikongsi.

Ketiadaan Kebuntuan

Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa kebuntuan tidak mungkin berlaku dalam konteks ini kerana operasi std::atomic tidak pernah cuba mendapatkan kunci pada berbilang objek secara serentak. Reka bentuk ini memastikan perbalahan tambahan tidak menjejaskan ketepatan tetapi boleh menjejaskan prestasi.

Kesimpulan

Pembolehubah atom menggunakan mekanisme kunci untuk struktur data yang kompleks untuk mengekalkan integriti data. Kunci ini biasanya dilaksanakan sebagai jadual cincang mutex, dengan alamat pembolehubah atom berfungsi sebagai kunci. Walaupun kunci yang dikongsi boleh mengakibatkan isu prestasi, kebuntuan dihalang oleh reka bentuk std::fungsi atom.

Atas ialah kandungan terperinci Adakah Pembolehubah Atom untuk Struktur Data Kompleks Benar-benar Menggunakan Kunci, dan Jika Ya, Bagaimana?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!