CAS'ing C++ 中 64 位字的 32 个低位

Question

我有一个 64 位共享变量，一个线程想要 CAS 该字的低 32 位，同时忽略该字的高 32 位的更改。有没有一种便携式的免锁方式？

这样的东西是否有效，或者它违反了与严格别名或 C++ 对象模型相关的内容？：

union {
    std::atomic<std::int64_t> desc;
    struct {
        std::atomic<uint32_t> ldesc;
        std::atomic<uint32_t> hdesc;
    };
} variable;

variable.desc = 0;
uint32_t x = 0;
variable.ldesc.compare_exchange_weak(x, 1);

Answer 1

在当前标准中指定的 C++ 内存/对象模型中无法执行此操作。

如果原子对象是 64 位宽，则只有原语可以读取整个 64 位对象的值（可能除了逐字节读取当前未指定的对象表示形式）。

即使对于非原子访问甚至标量对象也是如此。即使成员是非原子的，您的示例也会有未定义的行为。 （从技术上讲，根据标准，匿名

struct

成员不是有效的语法。）

您可以使用

std::start_lifetime_as

将对象替换为不同类型的新对象，但是 必须 在线程之间进行外部同步，然后再进行访问，因为旧类型不再可能了。

话虽这么说，编译器通常在非原子情况下支持联合类型双关，以与 C 兼容。我不完全确定 C 是否允许原子类型的类型双关，或者它的内存模型是否允许您正在尝试的操作要做。