理解 C++ 的 std::atomic<T> 和比较与交换

Question

我的理解是比较和交换是由硬件支持的，例如x86架构中的CMPXCHG。我有以下两个困惑：

• C++ 的原子性是否本身并没有“实现”原子性，而是利用了 CPU 的原子功能？
• 但是如果架构没有比较和交换功能怎么办？如果该平台上的编译器想要符合 C++ 标准，它必须找到一些其他（可能计算成本更高）的方法来实现

  std::atomic

  ，而不使用比较和交换方法？

Answer 1

std::atomic

的专业化通常不需要无锁。

在不支持原子类型

X

所需操作的平台上，C++ 实现仍然可以在互斥体的帮助下实现

std::atomic<X>

。这样您就可以在多条指令中简单地执行比较和交换操作，同时锁定互斥体。

如果硬件没有明确支持，通常不可能实现无锁原子操作。

要测试

std::atomic

的特化是否是无锁的，请使用

std::atomic<X>::is_always_lock_free

或更弱的形式

std::atomic<X>::is_lock_free()

。