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使用 32 位元原子實(shí)現(xiàn) 64 位元原子計(jì)數(shù)器
設(shè)計(jì)和記憶體排序
潛在的改進(jìn)
最佳化和替代方案
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如何僅使用 32 位元原子來(lái)實(shí)現(xiàn) 64 位元原子計(jì)數(shù)器?

Dec 09, 2024 am 04:52 AM

How Can a 64-Bit Atomic Counter Be Implemented Using Only 32-Bit Atomics?

使用 32 位元原子實(shí)現(xiàn) 64 位元原子計(jì)數(shù)器

這個(gè)問(wèn)題深入研究從 32 位元原子整數(shù)建立 64 位元原子計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器有一個(gè)寫(xiě)入器和多個(gè)讀取器,寫(xiě)入器是不得阻塞的訊號(hào)處理程序。

建議的解法採(cǎi)用產(chǎn)生計(jì)數(shù),使用低位作為讀取鎖定。讀取器重試,直到生成計(jì)數(shù)在讀取過(guò)程中穩(wěn)定,且低位未設(shè)定。

設(shè)計(jì)和記憶體排序

提供的程式碼通常遵循 SeqLock 的正確設(shè)計(jì)原則,SeqLock 是一種已知的使用序號(hào)實(shí)現(xiàn)無(wú)鎖原子計(jì)數(shù)器的模式。記憶體排序的使用是合理的,確保計(jì)數(shù)器以原子方式更新。

潛在的改進(jìn)

但是,值得注意的是,如果系統(tǒng)支援更便宜的 64 位原子加法或加載。相反,簡(jiǎn)單地加載兩半,然後進(jìn)行非原子增量,並且結(jié)果的原子存儲(chǔ)就足夠了。

此外,序列計(jì)數(shù)器還可以避免原子 RMW 操作,除非它用作自旋鎖多個(gè)作家。透過(guò)單一編寫(xiě)器,它可以使用帶有發(fā)布排序的純加載和純存儲(chǔ),這比原子 RMW 或帶有 seq_cst 排序的存儲(chǔ)更有效。

最佳化和替代方案

繞過(guò)以下限制原子對(duì)於較大的類型,可以考慮使用 volatile uint64_t 和atomic 的聯(lián)合。這將允許高效的加載和存儲(chǔ)操作。

另一種替代方法是實(shí)作一個(gè) SeqLock 模板,該模板動(dòng)態(tài)檢查目標(biāo)是否支援原子上的無(wú)鎖原子操作。如果沒(méi)有,它可以透明地回退到避免使用原子 RMW 操作的不同實(shí)現(xiàn)。

總之,雖然提供的程式碼提供了使用 32 位元原子的 64 位元原子計(jì)數(shù)器的功能實(shí)現(xiàn),但是可以提高效能並簡(jiǎn)化程式碼的潛在最佳化和替代方案。

以上是如何僅使用 32 位元原子來(lái)實(shí)現(xiàn) 64 位元原子計(jì)數(shù)器?的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章!

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