如何僅使用 32 位元原子來實現 64 位元原子計數器？

使用 32 位元原子實現 64 位元原子計數器

這個問題深入研究從 32 位元原子整數建立 64 位元原子計數器。計數器有一個寫入器和多個讀取器，寫入器是不得阻塞的訊號處理程序。

建議的解法採用產生計數，使用低位作為讀取鎖定。讀取器重試，直到生成計數在讀取過程中穩定，且低位未設定。

設計和記憶體排序

提供的程式碼通常遵循 SeqLock 的正確設計原則，SeqLock 是一種已知的使用序號實現無鎖原子計數器的模式。記憶體排序的使用是合理的，確保計數器以原子方式更新。

潛在的改進

但是，值得注意的是，如果系統支援更便宜的 64 位原子加法或加載。相反，簡單地加載兩半，然後進行非原子增量，並且結果的原子存儲就足夠了。

此外，序列計數器還可以避免原子 RMW 操作，除非它用作自旋鎖多個作家。透過單一編寫器，它可以使用帶有發布排序的純加載和純存儲，這比原子 RMW 或帶有 seq_cst 排序的存儲更有效。

最佳化和替代方案

繞過以下限制原子對於較大的類型，可以考慮使用 volatile uint64_t 和atomic 的聯合。這將允許高效的加載和存儲操作。

另一種替代方法是實作一個 SeqLock 模板，該模板動態檢查目標是否支援原子上的無鎖原子操作。如果沒有，它可以透明地回退到避免使用原子 RMW 操作的不同實現。

總之，雖然提供的程式碼提供了使用 32 位元原子的 64 位元原子計數器的功能實現，但是可以提高效能並簡化程式碼的潛在最佳化和替代方案。

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