Bagaimanakah Kami Boleh Melaksanakan Kaunter ABA dalam C 11 Hanya Menggunakan CAS?

Melaksanakan Kaunter ABA dengan C 11 CAS

Dalam senario pengaturcaraan serentak tertentu, seperti baris gilir tanpa kunci, kaunter memainkan peranan yang penting dalam menangani masalah ABA. Masalah ini timbul apabila nilai dikemas kini beberapa kali, menyebabkan pembilang kembali kepada nilai asalnya, yang berpotensi membawa kepada tingkah laku yang tidak dijangka.

Cabaran dengan C 11 CAS

Pustaka concurrency C 11 menyediakan fungsi std::atomic_compare_exchange_weak untuk melaksanakan operasi bandingkan-dan-swap. Walau bagaimanapun, fungsi ini tidak mempunyai keupayaan untuk mengemas kini berbilang nilai secara atom secara serentak, yang diperlukan untuk melaksanakan pembilang ABA.

Penyelesaian: Union Trick

Untuk menangani had ini, kita boleh menggunakan helah yang melibatkan kesatuan untuk menggabungkan dua nilai menjadi objek atom tunggal. Dengan menyimpan nilai pembilang dalam satu ahli dan penunjuk ke nod seterusnya dalam ahli kedua, kita boleh mencapai kedua-dua atomicity dan akses serentak kepada nilai-nilai ini.

Operasi Atom dengan Kesatuan

Dengan pendekatan berasaskan kesatuan ini, kita boleh melakukan operasi atom pada objek gabungan menggunakan std::atomic, yang menjana pemasangan yang cekap arahan seperti cmpxchg16b pada seni bina x86-64. Arahan ini membolehkan kami mengemas kini kedua-dua penunjuk seterusnya dan nilai kiraan dalam satu operasi atom.

Mengelakkan Pertengkaran

Aspek utama penyelesaian kami ialah menggunakan yang berasingan ahli kesatuan untuk akses baca sahaja ke penunjuk seterusnya. Pengoptimuman ini memastikan bahawa kita mengelakkan overhed arahan cmpxchg16b yang dikunci apabila kita hanya perlu mendapatkan penuding tanpa mengemas kininya.

Cabaran

Walaupun pendekatan ini menawarkan yang cekap cara untuk melaksanakan kaunter ABA menggunakan C 11 CAS, ia memerlukan pertimbangan yang teliti terhadap penjajaran dan sokongan pengkompil. Selain itu, ia bergantung pada penebuk jenis kesatuan, yang dijamin berfungsi dalam GNU C , tetapi mungkin tidak disokong sepenuhnya oleh semua penyusun ISO C.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah Kami Boleh Melaksanakan Kaunter ABA dalam C 11 Hanya Menggunakan CAS?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!