如何实现std::atomic::load

How could std::atomic::load be implemented

本文关键字：std atomic load 实现 何实现      更新时间：2023-10-16

假设我想要实现一个自己的std:：atomic类型（当然我不想要，我只是出于好奇才这么问）。我将如何实现加载方法？我的猜测如下（m_mutex是用于锁定操作的互斥体，m_object是原子当前持有的对象）：

T& load() {
    std::lock_guard<std::mutex> lck(m_mutex);
    return m_object;
}

显然，这将不起作用，因为当调用a.load().doSomething()时，对doSomething的调用将不受保护，因为m_object已经从load返回，并且不再由lock_guard保护。

我想问两个问题：

  1. 如何实现正确版本的加载
  2. 不使用互斥而是使用无锁数据结构来实现load的简单技术是什么

显然，这不起作用，因为当调用a.load（）.doSomething（）对doSomething的调用将不受保护因为m_object，它已经从加载中返回，并且不受保护再也不用锁了。

这是该接口不可避免的副作用，任何实现都无法更改。如果你不仅想加载，还想保护它上的一些其他随机功能，那就另当别论了。

如果你认为std::atomic是安全的，那就不是了。

如何实现正确版本的加载？

template <typename T>
class atomic {
public:
  static_assert(std::is_trivially_copyable<T>(),
                "atomic<T> requires trivially copyable T");
  // ...
  // Ignores the memory ordering parameter and always provides
  // sequential consistency. This is *correct*, but possibly
  // sacrifices performance.
  T load(std::memory_order) const noexcept {
    std::lock_guard<std::mutex> guard{mtx_};
    return t_;
  }
private:
  std::mutex mtx_;
  T t_;
};

不使用互斥而是使用无锁数据结构来实现加载的简单技术是什么？

c++中的无锁数据结构是用无锁原子对象实现的。无锁原子对象的实现在标准C++的范围内是不可能的；它们需要来自编译器内部和/或特定于平台的内联汇编的支持，以执行具有适当排序保证的原子内存操作。看看std::atomic在您选择的标准库中的实现，了解许多血腥的细节。

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