ロックされたアトミック変数とロックされていないアトミック変数: ロックはどこにあり、その影響は何ですか?

ロックフリーのアトミック変数とロックされたアトミック変数

マルチスレッド プログラミングの世界では、アトミック変数はデータを保証する上で重要な役割を果たします誠実さ。ただし、すべてのアトミック変数が同じように作成されるわけではありません。ロックフリーで同期プリミティブを必要とせずに同時アクセスを保証するものもありますが、ロックに依存するものもあります。

ロックされたアトミック変数のロックはどこにありますか?

いつアトミック変数はロックフリーではないため、データへの排他的アクセスを強制するにはロックを使用する必要があります。このロックは通常、ミューテックスのハッシュ テーブルなどの別個のデータ構造として保存されます。ハッシュ テーブルのキーは通常、アトミック変数のアドレスであり、変数の複数のインスタンスが共存する場合に効率的な検索が可能になります。

複数のインスタンスによるアトミック変数のロックの影響

ロックされたアトミック変数のインスタンスが複数存在する場合、共有ロックは変数のデータへのアクセスをシリアル化します。これは、1 つのスレッドが変数を変更するためにロックを保持している場合、ロックが解放されるまで、そのスレッドにアクセスしようとする他のすべてのスレッドがブロックされることを意味します。

衝突解決

複数のアトミック変数がロック テーブル内の同じハッシュ バケットにマップされる場合、ハッシュの衝突が発生する可能性があります。このような場合、競合するスレッドは同じロックをめぐって競合し、競合が増加してパフォーマンスが低下する可能性があります。ただし、衝突は比較的まれであり、パフォーマンスは一般に許容範囲内であるため、これは通常重大な問題ではありません。

デッドロックの回避

ロックを持つアトミック変数は、 std::atomic API では、操作が複数の変数を同時にロックしようとしないことが保証されるため、デッドロックのリスクがあります。この設計により、循環依存関係が防止され、正しい同時動作が保証されます。

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