(11)muduo_base库源码分析:原子性
程序员文章站
2024-03-19 09:17:04
...
1.为什么需要原子性操作
- x++;
(1)从内存中读x的值到寄存器中,对寄存器加1,再把新值写回x所处的内存地址
(2)我们希望x的值被2个线程加2次,最后等于12,但是却等于11
- 解决原子问题方法1:使用锁
当一个线程进入这个区域的时间,另一个线程就不能访问的该区域的资源,必须等到另外一个线程unlock,方可进入,但会引起锁竞争问题
lock
x++
unlock
- 解决原子问题方法2:使用原子操作
(1)将下面看成一个整体
(2)gcc提供原子性操作
下面的操作是原子的,也就是说是线程安全的;
锁的开销比原子性开销大
// 原子自增操作,*ptr+value
type __sync_fetch_and_add (type *ptr, type value)
// 原子比较和交换(设置)操作,先比较,后交换(设置)
//若*ptr == oldval,则*ptr=newvl,并返回oldval
//返回bool类型,若*ptr == oldval,则返回为真,再设置;若比较失败,则返回false,也不会设置
type __sync_val_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval)
bool __sync_bool_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval)
// 原子赋值操作,*ptr=value
type __sync_lock_test_and_set (type *ptr, type value)
//一般设置native,让系统自动检测本地cpu的类型
使用这些原子性操作,编译的时候需要加-march=cpu-type
2.Atomic.h代码分析
- Atomic.h代码分析
// Use of this source code is governed by a BSD-style license
// that can be found in the License file.
//
// Author: Shuo Chen (chenshuo at chenshuo dot com)
#ifndef MUDUO_BASE_ATOMIC_H
#define MUDUO_BASE_ATOMIC_H
#include "muduo/base/noncopyable.h"
#include <stdint.h>
namespace muduo
{
namespace detail
{
template<typename T>//T表示传递进来的类型
class AtomicIntegerT : noncopyable //表示AtomicIntegerT类型是不可以拷贝的,就是将=运算符做成私有的
{
public:
AtomicIntegerT()
: value_(0)
{
}
// uncomment if you need copying and assignment
//
// AtomicIntegerT(const AtomicIntegerT& that)
// : value_(that.get())
// {}
//
// AtomicIntegerT& operator=(const AtomicIntegerT& that)
// {
// getAndSet(that.get());
// return *this;
// }
T get()
{
// in gcc >= 4.7: __atomic_load_n(&value_, __ATOMIC_SEQ_CST)
//先比较在设置:若value==0,就将value的值设置为0,并返回value的值;若不相等,则直接返回value
return __sync_val_compare_and_swap(&value_, 0, 0);
}
T getAndAdd(T x)
{
// in gcc >= 4.7: __atomic_fetch_add(&value_, x, __ATOMIC_SEQ_CST)
//先获取再加,返回的是没有修改过的value的值,再加x
return __sync_fetch_and_add(&value_, x);
}
T addAndGet(T x)
{
//先加后获取
return getAndAdd(x) + x;
}
T incrementAndGet()
{
//自增,先加后获取
return addAndGet(1);
}
T decrementAndGet()
{
//自减,先减后获取
return addAndGet(-1);
}
void add(T x)
{
getAndAdd(x);
}
void increment()
{
incrementAndGet();
}
void decrement()
{
decrementAndGet();
}
T getAndSet(T newValue)
{
// in gcc >= 4.7: __atomic_exchange_n(&value, newValue, __ATOMIC_SEQ_CST)
//返回原来的值,并设置其为新值
return __sync_lock_test_and_set(&value_, newValue);
}
private:
volatile T value_;
};
} // namespace detail
//模板实例化
typedef detail::AtomicIntegerT<int32_t> AtomicInt32;//32bit的原子性整数类
typedef detail::AtomicIntegerT<int64_t> AtomicInt64;
} // namespace muduo
#endif // MUDUO_BASE_ATOMIC_H
- 测试代码目录:
(1)11\jmuduo\muduo\base\tests\Atomic_unittest.cc 来自于muduo\base\tests\Atomic_unittest.cc
(2)11\jmuduo\muduo\base\tests\CMakeLists.txt来来自10的Timestamp的研究
(3)11\jmuduo\muduo\base\Atomic.h来自于muduo\base\Atomic.h
==============================11\jmuduo\muduo\base\tests\CMakeLists.txt=========================================
add_executable(timestamp_unittest Timestamp_unittest.cc)
target_link_libraries(timestamp_unittest muduo_base)
add_executable(atomic_unittest Atomic_unittest.cc)
#target_link_libraries(atomic_unittest muduo_base)##这个例子只提供了头文件,不链接muduo_base库也可以
- 编译和执行情况
位置参考:
aaa@qq.com:~/wangji/src/11/build/debug/bin$ ./atomic_unittest
结果啥都没有,因为assert都是真,所以没啥输出
3.如何实现无锁队列?
19:18
- 参考:
无锁队列的实现
https://coolshell.cn/articles/8239.html
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