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linux無鎖化編程--__sync_fetch_and_add系列原子操作函數

arc simple size 設計 spa true void 編程算法 lan

linux支持的哪些操作是具有原子特性的?知道這些東西是理解和設計無鎖化編程算法的基礎。

下面的東西整理自網絡。先感謝大家的分享!

__sync_fetch_and_add系列的命令,發現這個系列命令講的最好的一篇文章,英文好的同學可以直接去看原文。Multithreaded simple data type access and atomic variables

__sync_fetch_and_add系列一共有十二個函數,有加/減/與/或/異或/等函數的原子性操作函數,__sync_fetch_and_add,顧名思義,先fetch,然後自加,返回的是自加以前的值。以count = 4為例,調用__sync_fetch_and_add(&count,1),之後,返回值是4,然後,count變成了5.


有__sync_fetch_and_add,自然也就有__sync_add_and_fetch,呵呵這個的意思就很清楚了,先自加,在返回。他們哥倆的關系與i++和++i的關系是一樣的。被譚浩強他老人家收過保護費的都會清楚了。
有了這個寶貝函數,我們就有新的解決辦法了。對於多線程對全局變量進行自加,我們就再也不用理線程鎖了。下面這行代碼,和上面被pthread_mutex保護的那行代碼作用是一樣的,而且也是線程安全的。

__sync_fetch_and_add( &global_int, 1 );
下面是這群函數的全家福,大家看名字就知道是這些函數是幹啥的了。

在用gcc編譯的時候要加上選項 -march=i686

// sam:在我的服務器上,發現不加都可以。


type __sync_fetch_and_add (type *ptr, type value);
type __sync_fetch_and_sub (type *ptr, type value);
type __sync_fetch_and_or (type *ptr, type value);
type __sync_fetch_and_and (type *ptr, type value);
type __sync_fetch_and_xor (type *ptr, type value);
type __sync_fetch_and_nand (type *ptr, type value);


type __sync_add_and_fetch (type *ptr, type value);
type __sync_sub_and_fetch (type *ptr, type value);
type __sync_or_and_fetch (type *ptr, type value);
type __sync_and_and_fetch (type *ptr, type value);
type __sync_xor_and_fetch (type *ptr, type value);
type __sync_nand_and_fetch (type *ptr, type value);

// sam:很納悶為什麽後邊要寫省略號,是不是還有不需要我們關心的參數?用的時候不需要傳參數?下面這兩個函數正是哥想要的啦,可以輕松實現互斥鎖的功能。

bool __sync_bool_compare_and_swap (type*ptr, type oldval, type newval, ...)
type __sync_val_compare_and_swap (type *ptr, type oldval, type newval, ...)
這兩個函數提供原子的比較和交換,如果*ptr == oldval,就將newval寫入*ptr,
第一個函數在相等並寫入的情況下返回true.
第二個函數在返回操作之前的值。


__sync_synchronize (...)

理解上面這個東西,參照:http://blog.sunchangming.com/post/47188394133


還有兩個函數:
type __sync_lock_test_and_set (type *ptr, type value, ...)
將*ptr設為value並返回*ptr操作之前的值。

void __sync_lock_release (type *ptr, ...)
將*ptr置0

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