Variables atomiques verrouillées ou non verrouillées : où est le verrou et quelles sont les implications ?

Variables atomiques sans verrouillage par rapport aux variables atomiques verrouillées

Dans le monde de la programmation multithread, les variables atomiques jouent un rôle crucial dans la garantie des données intégrité. Cependant, toutes les variables atomiques ne sont pas égales. Alors que certains sont sans verrouillage, garantissant un accès simultané sans avoir besoin de primitives de synchronisation, d'autres s'appuient sur des verrous.

Où est le verrou pour les variables atomiques verrouillées ?

Quand une variable atomique n'est pas sans verrou, elle doit utiliser un verrou pour imposer un accès exclusif à ses données. Ce verrou est généralement stocké sous forme de structure de données distincte, telle qu'une table de hachage de mutex. La clé de la table de hachage est généralement l'adresse de la variable atomique, permettant une recherche efficace lorsque plusieurs instances de la variable coexistent.

Implications des verrous dans les variables atomiques avec plusieurs instances

Lorsque plusieurs instances d'une variable atomique verrouillée existent, le verrou partagé sérialisera l'accès aux données de la variable. Cela signifie que si un thread détient le verrou pour modifier la variable, tous les autres threads tentant d'y accéder seront bloqués jusqu'à ce que le verrou soit libéré.

Résolution des collisions

Des collisions de hachage peuvent se produire lorsque plusieurs variables atomiques correspondent au même compartiment de hachage dans la table de verrouillage. Dans de tels cas, les threads en conflit seront en compétition pour le même verrou, ce qui pourrait entraîner une augmentation des conflits et une réduction des performances. Cependant, ce n'est généralement pas un problème important, car les collisions sont relativement rares et les performances sont généralement acceptables.

Évitement des blocages

Les variables atomiques avec verrous ne souffrent pas du risque de blocages car l'API std::atomic garantit qu'aucune opération ne tente de verrouiller plusieurs variables simultanément. Cette conception évite les dépendances cycliques et garantit un comportement concurrent correct.

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