C 11 的原子操作如何使用 ABA 計數器技術啟用無鎖佇列？

使用 ABA 計數器技術，無鎖定隊列可以透過追蹤物件版本來防止死鎖並提高並發性。在這種技術中，每個物件都分配有一個計數器，該計數器隨著每次版本變更而增加。然而，使用 C 11 CAS 實現此計數器提出了挑戰，因為 CAS 僅支援單一值的原子比較和更新。

解在於同時原子地修改多個值。將計數器和下一個指標放置在相鄰的記憶體中，您可以使用 std::atomic在 x86-64 上產生無鎖 cmpxchg16b。此操作以原子方式更新兩個值，保留 ABA 計數器語意。

儘管缺乏顯式內聯彙編，但此方法可確保正確性並避免使用較慢的函式庫函數呼叫。為了進一步提高性能，建議使用聯合來將指標上的原子操作與計數器上的原子操作分開。這項技巧利用編譯器的最佳化功能來產生僅讀取指標的高效程式碼。

為了確保效率和正確性，請驗證以下內容：

• 編譯器產生僅用於存取一個指標的高效程式碼聯合成員。
• 支援或允許聯合類型雙關（C 的 GNU 方言） ).
• 物件已對齊（64 位元為 16B，32 位元為 8B）。
• -mcx16 用於 x86-64 架構以啟用 cmpxchg16b。
• 指標 uintptr_t 原子物件是無鎖的（通常保證 x32 和32 位元 ABI，但不適用於 16B 物件）。

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