C++并发编程 - 原子操作 ❝所谓原子操作是指不会被线程调度机制打断的操作；这种操作一旦开始，就一直运行到结束，中间不会有任何 context switch（切换到另一个线程）。...--百度百科 ❞ 原子操作可以保证正在进行的动作不被打断，即一旦开始，持续结束。对比互斥锁其优势在于，原子操作在C/C++的层面，是无锁操作，其既能解决并发问题又不会导致死锁。...「解决方法」： 可通过互斥锁或者原子操作解决。相对于互斥锁，原子操作的使用更为方便，只需要将操作的变量声明为原子操作即可。...原子操作不存在死锁问题，因此在并发编程中，"临界区"较简单都可以使用原子操作代替互斥锁。 本文仅包含原子操作的介绍及简单使用，《C++并发编程实战》中对原子操作的描述有很大一部分在本文未体现。...更多文章内容包括但不限于C/C++、Linux、开发常用神器等，可进入“开源519公众号”聊天界面输入“文章目录” 或者 菜单栏选择“文章目录”查看。公众号后台聊天框输入本文标题，在线查看源码。
当多个进程同时访问一个文件的时候，普通的write/read在执行的时候，无法保证操作的原子性，可能会导致文件被污染，达不到预期的结果。...任何一个需要多个函数调用的操作都不可能是原子操作，因为在两个函数调用间，内核可能会将进程挂起执行另外的进程。...PS: pread是无法中断的原子操作，无法中断它的定位和读取操作 pread读取过后的文件偏移量不会发生改变 同理pwrite也是一样的 而在文件创建的时候也是一样的，当需要做文件创建同步的时候，
假设有两个不同的内核控制路径运行在两个CPU上，同时尝试RMW操作相同的内存区域且执行的是非原子操作。...防止RMW操作造成的竞态条件最简单的方式就是保证这样的指令操作是原子的，也就是这个指令的执行过程不能被打断。这就是原子操作的由来。...对于RMW操作指令（比如inc或dec），本身不是原子指令，但是可以通过在指令前面，使用前缀lock指令锁住内存总线，阻止在写内存时，其它CPU抢占，从而实现原子操作。...3 Linux原子操作 但是，我们在编写完C代码后，编译器不能保证给你使用原子指令进行替代。因此，Linux内核提供了atomic_t类型变量并提供了相关的操作函数和宏（如表5-4所示）。...表5-4 Linux中的原子操作 返回 *v
使用原子操作典型例子众所周知就是多个线程操作同一个全局变量 i++, 由于对应的汇编指令并不只是一条，在并发访问下可能出现多个线程中的多条指令交错导致部分加操作丢失。...最好的方式是使用内核提供的atomic_t类型的原子变量来进行原子操作。 笔者本次通过源码来窥探原子操作的底层实现, 本次仍以 arm 架构下的 kernel 2.6.35 版本为源码来源。...首先来看下atomic_t的定义, 仅仅只是一个int类型变量 include/linux/types.h typedef struct { int counter; } atomic_t; 以原子加操作为例..., 记录当前状态为 exclusive 2.CPU2 发起 ldrex 读操作, 记录当前状态为 exclusive, 状态保持不变 3.CPU2 发起 strex 写操作, 状态从 exclusive...变为 open, 同时数据写回内存 4.CPU1 发起 strex 写操作, 由于当前状态为 open, 则写失败 5.CPU1 由于 strex 写失败, 根据atomic_add的"teq %1,
针对上述情况，kernel就针对保护一个整型变量提出了原子变量。 原子变量 Linux源码中定义了一个类型为atomic_t的原子变量。...原子操作函数集 接口函数详细说明atomic_add(int i, atomic_t *v)给原子变量v加iatomic_sub(int i, atomic_t *v)给原子变量v减iatomic_inc...(atomic_t *v)原子变量v加1atomic_dec(atomic_t *v)原子变量v减1atomic_add_return(int i, atomic_t *v)给原子变量v加i，并将最新的...old, new)比较old和v的值是否相等，如果相等，就把new赋值给v__atomic_add_unless(v, a, u)如果u不等与c,就将v+a复制给v 以上是atomic_t绝大多数的原子操作函数集合...v加1操作的原子性。”
1.线程库 1.thread类的简单介绍 在C++11之前，涉及到多线程问题，都是和平台相关的，比如windows和linux下各有自己的接口，这使得代码的可移植性比较差。...C++11中最重要的特性就是对线程进行支持了，使得C++在并行编程时不需要依赖第三方库，而且在原子操作中还引入了原子类的概念。要使用标准库中的线程，必须包含头文件。...3.原子性操作库（atomic） 多线程最主要的问题是共享数据带来的问题(即线程安全)。...而在C++11中，引入了原子操作。所谓原子操作：即不可被中断的一个或一系列操作，C++11引入的原子操作类型，使得线程间数据的同步变得非常高效。...{ 0 };//原子性 void fun(size_t num) { for (size_t i = 0; i < num; ++i) sum++; // 原子操作 } int main()
原子操作 原子操作类型 原子操作是指一个或者多个不可再分割的操作。这些操作的执行顺序不能被打乱，这些步骤也不可以被切割而只执行其中的一部分（不可中断性）。...在 Java 中通过原子操作来完成工作内存和主内存的交互，其中原子操作又可分为如下几类： 操作 作用目标 功能 lock 主内存 把变量标识为线程独占状态 unlock 主内存 解除独占状态 read...在操作系统中完成了多个操作已经超出了原子操作的定义。...实现原子操作 在 Java 中实现原子操作的方法就是使用 CAS 方法，CAS 是 Compare and swap（比较并交换）的简称，这个操作是硬件级操作，在硬件层面保证了操作的原子性。...因而多线程和多核的操作本身是无法预料的，所以在不被 final 域限制、加锁、volatile 修饰的情况下一系列原子操作也不一定会发生重排序，而原子操作是最小执行的操作单位无法再进行拆分被重排序了。
【深入理解Linux内核锁】三、原子操作 1、原子操作思想 原子操作（atomic operation），不可分割的操作。...同时，Linux内核提供了两类原子操作的接口，分别是针对位和整型变量的原子操作。...，确保操作的原子性。...mask;的原子性 4、总结 该文章主要详细了解了Linux内核锁的原子操作，原子操作分为两种：整型变量的原子操作和位原子操作。...整型变量的原子操作：通过ldrex和strex来实现 位原子操作：通过中断屏蔽来实现。
原子操作类 原子性这个概念，在多线程编程里是一个老生常谈的问题。 所谓的原子性表示一个或者多个操作，要么全部执行完， 要么一个也不执行。不能出现成功一部分失败一部分的情 况。...通过两个线程并行操作之后可能 i 的值不等于 3。而可能等 于 2。因为 A 和 B 在更新变量 i 的时候拿到的 i 可能都是 1 这就是一个典型的原子性问题。 ...多线程里面，要实现原子性，有几 种方法，其中一种就是加 Synchronized 同步锁。 而从 JDK1.5 开始，在 J.U.C 包中提供了 Atomic 包，提供了 对于常用数据结构的原子操作。...J.U.C 中的原子操作类 由于变量类型的关系，在 J.U.C 中提供了 12 个原子操作的 类。这 12 个类可以分为四大类。 1....所以我们可以很快就分析 完它的实现原理，当然除了刚刚分析的这两个方法之外， 还有其他的一些 比 如 它 提 供 了 compareAndSet ， 允 许 客 户 端 基 于 AtomicInteger 来实现乐观锁的操作
",还是"单点登录" 因为在JAVA并发中的原子操作是称为CAS的,也就是英文单词CompareAndSwap的缩写，中文意思是：比较并替换。 ...CAS(Compare And Swap): 我们先要学习的是并发编程中的CAS,也就是原子操作 那么,什么是原子操作?如何实现原子操作?...什么是原子操作: 原子,也是最小单位,是一个不可再分割的单位,不可被中断的一个或者一系列操作 CAS是以一种无锁的方式实现并发控制,在实际情况下,同时操作一个对象的概率非常小,所以多数加锁操作做的基本是无用功... CAS以一种乐观锁的方式实现并发控制 如何实现原子操作: Java可以通过锁和循环CAS的方式实现原子操作 为什么要有CAS: CAS就是比较并且替换的一个原子操作,在CPU的指令级别上进行保证...只能保证一个共享变量的原子操作 当对一个共享变量执行操作时，我们可以使用循环CAS的方式来保证原子操作，但是对多个共享变量操作时，循环CAS就无法保证操作的原子性，这个时候就可以用锁，或者有一个取巧的办法
同样的，如果你定义了atomic_t类型的变量（你期望用atomic_xxx的接口API函数操作它），这些变量也不会被那些普通的、非原子变量操作的API函数接受。...三、ARM中的实现 我们以atomic_add为例，描述linux kernel中原子操作的具体代码实现细节： ?...因此，对于ARM处理，其原子操作分成了两个阵营，一个是支持SMP的ARMv6之后的CPU，另外一个就是ARMv6之前的，只有单核架构的CPU。对于UP，原子操作就是通过关闭CPU中断来完成的。...这些操作和ldr的操作是一样的，那么如何体现exclusive呢？..."Linux阅码场"是专业的Linux及系统软件技术交流社区，企业和Linux人才的连接枢纽。
既然错误是因为++不是一个原子操作而导致的，那么我们想办法使其成为原子操作就可以了，因此我们可以： 加锁； 使用原子变量。 来解决上述问题。...要想找到答案，就得分析原子变量提供的原子操作是怎么实现的。 下面我们首先来看Java中的实现，然后分析gcc的实现。...我们再来看一下gcc是怎么实现的原子操作。...高版本的gcc提供了一系列原子操作函数，比如__sync_fetch_and_add函数实现了原子的从内存中读取一个值，然后执行加法操作，最后把结果写入内存。...最后简单的总结一下Java以及gcc对原子变量的实现：Java中用的是循环使用CAS操作实现的原子变量的原子操作，而gcc使用的是xadd指令，可以看出gcc的实现方式更加简洁，应该也更高效，另外，go
代码中的加锁操作因为涉及内核态的上下文切换会比较耗时、代价比较高。针对基本数据类型我们还可以使用原子操作来保证并发安全，因为原子操作是Go语言提供的方法它在用户态就可以完成，因此性能比加锁操作更好。...Go语言中原子操作由内置的标准库sync/atomic提供。 大多数情况下我们都是针对基本数据类型进行数据操作，能不加锁就不加锁。 首先很多人都不相信基本类型并发修改会出现竞态问题。...go func () { defer wg.Done() xInt32++ }() } wg.Wait() print(xInt32) 无论输出多少次都无法达到10000,之所以如此就是因为此处的加1操作并不是原子的...i++ { wg.Add(1) go func () { defer wg.Done() //xInt32++ modify(1) }() } wg.Wait() print(xInt32) 改为原子操作后...小结 最常用原子操作中的修改、基本类型的值赋值，其他不常用 在其他类型出现并发的时候尽可能使用sync包提供的并发安全的类型，下一节讲。 通过通信共享内存；不要通过共享内存进行通信。尽量使用通道。
原子操作类概述 Java中提供了一些原子操作类，用于实现多线程环境下的数据同步问题。其中最常见的有以下几种： 1. AtomicBoolean：原子操作布尔型变量。 2....AtomicInteger：原子操作整型变量。 3. AtomicLong：原子操作长整型变量。 4. AtomicReference：原子操作引用类型变量。 5....AtomicStampedReference：原子操作带有版本号的引用类型变量。...这些原子操作类都提供了一些线程安全的方法，比如get、set、compareAndSet等，可以保证数据的原子性操作，避免了多线程环境下的数据竞争问题。...） 以一种线程安全的方式操作非线程安全对象内的某些字段 AtomiclntegerFieldUpdater：原子更新对象中int类型字段的值，基于反射的实用程序，可对指定类的指定volatile int
a++在硬件上不是原子的！ 假设2个线程（或者1个线程1个中断）“同时”做a++，因为加了2次，理论上a应该是等于2，但是结果a可能只是等于1，原因很简单： ?
0 相关源码 1 竞态条件与临界区 多个线程访问了相同的资源，向这些资源做了写操作时,对执行顺序有要求。...1 原子操作的定义 原子操作可以是一个步骤，也可以是多个操作步骤，但是其顺序不可以被打乱，也不可以被切割而只执行其中的一部分(不可中断性)。...将整个操作视作一个整体，资源在该次操作中保持一致，这是原子性的核心特征。 存在竞态条件，线程不安全，需要转变为原子操作才能安全。...方式:循环CAS、锁; 上例只是针对一个变量的原子操作改进，我们也可以实现更大逻辑的原子操作。 推荐阅读 Java的CAS乐观锁原理解析
这是我对C++新特性系统学习的最后一部分，之后就靠实践中再来看新标准的新特性啦。...这里主要介绍两个库，原子操作和线程库 原子操作（Atomic） 头文件 #include 原子操作只支持C++类型 基本类型 std::atomic 扩展实现 std::atomic_char, std...这个类型用于对数据进行原子操作，在操作的过程中可以指定内存规则。...| 对原子结构中的数据逻辑异或 刚才提到了在原子操作时候的内存操作规则，内存操作规则主要是 std::memory_order，这是个枚举类型，里面包含着N多规则 值 |...: 尝试设置为占用（原子操作） atomic_flag_clear : 释放（原子操作） std::atomic_flag lock = ATOMIC_FLAG_INIT; void f(int n
文章目录 一、何为原子操作 二、如何使用原子类型 2.1 原子库atomic支持的原子操作 2.2 原子操作中的内存访问模型 2.3 使用原子类型替代互斥锁编程 2.4 使用原子类型实现自旋锁 三、如何进行无锁编程...下面解释两个概念： 原子操作：顾名思义就是不可分割的操作，该操作只存在未开始和已完成两种状态，不存在中间状态； 原子类型：原子库中定义的数据类型，对这些类型的所有操作都是原子的，包括通过原子类模板std...对原子类型的访问，最主要的就是读和写，但原子库提供的对应原子操作是load()与store(val)。...原子类型支持的原子操作如下： 2.2 原子操作中的内存访问模型 原子操作保证了对数据的访问只有未开始和已完成两种状态，不会访问到中间状态，但我们访问数据一般是需要特定顺序的，比如想读取写入后的最新数据...这就需要原子库提供对原子变量“读-修改-写(Read-Modify-Write)”的原子操作，上文原子类型支持的操作中就提供了RMW(Read-Modify-Write)原子操作，比如a.exchange
这是我对C++新特性系统学习的最后一部分，之后就靠实践中再来看新标准的新特性啦。...这里主要介绍两个库，原子操作和线程库 原子操作（Atomic） 头文件 #include 原子操作只支持C++类型 基本类型 std::atomic 扩展实现 std::atomic_char...这个类型用于对数据进行原子操作，在操作的过程中可以指定内存规则。...| atomic_fetch_xor | 对原子结构中的数据逻辑异或 刚才提到了在原子操作时候的内存操作规则，内存操作规则主要是 std::memory_order，这是个枚举类型，里面包含着N多规则...: 尝试设置为占用（原子操作） atomic_flag_clear : 释放（原子操作） std::atomic_flag lock = ATOMIC_FLAG_INIT; void f(int
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