Comment les opérations atomiques de C 11 peuvent-elles activer des files d'attente sans verrouillage à l'aide de techniques de compteur ABA ?

Grâce à la technique du compteur ABA, les files d'attente sans verrouillage évitent les blocages et améliorent la concurrence en suivant les versions des objets. Dans cette technique, chaque objet se voit attribuer un compteur qui s'incrémente à chaque changement de version. Cependant, la mise en œuvre de ce compteur à l'aide de C 11 CAS présente un défi car CAS ne prend en charge que les comparaisons atomiques et les mises à jour d'une seule valeur.

La solution réside dans la modification atomique de plusieurs valeurs simultanément. En plaçant le compteur et le pointeur suivant dans la mémoire adjacente, vous pouvez utiliser std::atomic pour générer un cmpxchg16b sans verrouillage sur x86-64. Cette opération met à jour atomiquement les deux valeurs, préservant la sémantique du compteur ABA.

Malgré l'absence d'assemblage en ligne explicite, cette approche garantit l'exactitude et évite l'utilisation d'appels de fonctions de bibliothèque plus lents. Pour améliorer encore les performances, il est recommandé d'utiliser une union pour séparer les opérations atomiques sur le pointeur de celles sur le compteur. Cette astuce exploite les capacités d'optimisation du compilateur pour générer un code efficace pour lire le pointeur seul.

Pour garantir l'efficacité et l'exactitude, vérifiez les points suivants :

• Les compilateurs génèrent un code efficace pour accéder à un seul membre du syndicat.
• Le type de punning d'union est pris en charge ou autorisé (dialecte GNU de C).
• L'objet est aligné (16B pour 64 bits, 8B pour 32 bits).
• -mcx16 est utilisé pour les architectures x86-64 pour activer cmpxchg16b.
• Les objets atomiques Pointer uintptr_t sont sans verrouillage (souvent garantis pour les ABI x32 et 32 ​​bits, mais pas pour 16B objets).

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