理解compare_exchange_weak
下面的代码是来自compare_exchange_weak的https://www.cplusplus.com/reference/atomic/atomic/compare_exchange_weak/示例
我不明白在compare_exchange_weak while循环中哪种操作是可以接受的。
在本例中，只要oldHead返回false，它们就会将newNode->next值设置为compare_exchange指针。我不明白这怎么总是有效的。
如果另一个线程在同一个循环中，并且它成功地在我们设置oldHead指针的时间和我们的线程上的compare_exchange成功之间更改它，那么会发生什么呢？那么我们的newNode中就会有错误的头部指针。我不明白为什么这不可能。
例如，如果我在设置了->next值之后在循环中放置了一个睡眠(5)，或者做了一些长时间的计算，这会成功吗？
标记为“这里安全的是什么”的循环是我不明白的部分。
// atomic::compare_exchange_weak example:
#include <iostream> // std::cout
#include <atomic> // std::atomic
#include <thread> // std::thread
#include <vector> // std::vector
// a simple global linked list:
struct Node { int value; Node* next; };
std::atomic<Node*> list_head (nullptr);
void append (int val) { // append an element to the list
Node* oldHead = list_head;
Node* newNode = new Node {val,oldHead};
// what follows is equivalent to: list_head = newNode, but in a thread-safe way:
while (!list_head.compare_exchange_weak(oldHead,newNode))
newNode->next = oldHead; // <-- WHAT IS SAFE TO DO HERE?
// WHAT IF I DO SOMETHING STUPID LIKE THIS?
//sleep(5);
// OR LIKE THIS:
//some_long_calculation();
}
int main ()
{
// spawn 10 threads to fill the linked list:
std::vector<std::thread> threads;
for (int i=0; i<10; ++i) threads.push_back(std::thread(append,i));
for (auto& th : threads) th.join();
// print contents:
for (Node* it = list_head; it!=nullptr; it=it->next)
std::cout << ' ' << it->value;
std::cout << '\n';
// cleanup:
Node* it; while (it=list_head) {list_head=it->next; delete it;}
return 0;
}回答 2
Stack Overflow用户
发布于 2020-10-18 15:52:18
基本上，你可以在循环中做你喜欢做的任何事情。只有当要更新的变量的值等于第一个提供的参数时，compare_exchange (弱变量和强变量)才会成功。在您的示例中，list_head.compare_exchange_weak(oldHead,newNode)只能在list_head == oldHead成功之后才能成功。因此，如果在循环中有睡眠或一些长时间的计算，那么其他线程很可能会更快地更新list_head，因此您的compare_exchange操作可能会失败。需要注意的是，第一个参数是通过引用传递的。如果比较失败，则使用新值更新给定参数。
将oldHead存储在newNode->next中是完全安全的，因为如果后续compare_exchange失败，则oldHead被更新，新值再次存储在newNode->next中，然后我们再次尝试(然后，再一次，.)直到compare_exchange最终成功。在这种情况下，可以保证存储在newNode->next中的值与我们刚才在list_head - voilà中替换的值相匹配，我们已经成功地将节点插入到列表中。
// what follows is equivalent to:
// newNode->next = list_head;
// list_head = newNode;
// but in a thread-safe way:
while (!list_head.compare_exchange_weak(oldHead,newNode)) {
// if we are here, the compare_exchange_weak has failed, but
// oldHead has been updated with the current value from list_head
newNode->next = oldHead;
}
// if we are here, the compare_exchange_weak was successful, i.e., the value
// in list_head (oldHead) did not change between our assignment to newNode->next
// and the subsequent (successful) compare_exchange.弱版本和强版本的不同之处在于，compare_exchange_weak可能会虚假地失败。也就是说，在比较结果为真的情况下，它甚至可能失败。之所以会出现弱版本，是因为在使用LL/SC实现比较交换的体系结构上，compare_exchange_weak比强版本便宜。通常，如果您有一个重试循环，如您的示例中，您应该更喜欢compare_exchange_weak，因为如果您真的有一个(罕见的)虚假失败，我们只需执行另一个重试。
Stack Overflow用户
发布于 2020-10-18 15:50:21
compare_exchange_(weak/strong)是为原子数据的一般修改而设计的。不完全确定两者之间有什么区别--我认为，当原子不释放并且多次无法获得锁时，情况会有所不同。
当不能锁定数据时，如何执行一般的修改？想想看。计算原子数据的一些通用函数，但同时对数据进行了修改。这是不可能避免的，因为一个人无法锁定原子。
因此，人们提出的是检查数据是否从函数启动时开始更改，如果没有，则用新值替换它。否则，它只是将预期值替换为当前值。因此，通常只需重试计算函数，直到数据在两次计算之间保持不变，或者计算变得不必要为止。
示例:您有一个整数x，您希望用max(x,y)更新原子整数y，而另一个线程可能使用不同的x值进行相同的更新。
因此，从理论上讲，您可以在compare_exchange_(weak/strong)中加入任何函数，但是如果计算时间很长，那么重试的代价太大，这将是不切实际的。在这种情况下使用互斥，这样就不需要重试了。
https://stackoverflow.com/questions/64413109
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