锁定与无锁原子变量：锁在哪里以及有何含义？

无锁原子变量与锁定原子变量

在多线程编程的世界中，原子变量在确保数据安全方面发挥着至关重要的作用正直。然而，并非所有原子变量都是一样的。虽然有些是无锁的，无需同步原语即可保证并发访问，但其他一些则依赖于锁。

锁定原子变量的锁在哪里？

何时原子变量不是无锁的，它必须使用锁来强制对其数据进行独占访问。该锁通常存储为单独的数据结构，例如互斥体的哈希表。哈希表的键通常是原子变量的地址，以便在变量的多个实例共存时实现高效查找。

多实例原子变量中锁的含义

当存在锁定原子变量的多个实例时，共享锁将序列化对该变量数据的访问。这意味着，如果一个线程持有锁来修改变量，则所有其他尝试访问该变量的线程都将被阻塞，直到锁被释放。

冲突解决

当多个原子变量映射到锁表中的同一个哈希桶时，可能会发生哈希冲突。在这种情况下，竞争线程将竞争同一锁，可能导致争用增加和性能下降。然而，这通常不是一个重要的问题，因为冲突相对较少，并且性能通常可以接受。

避免死锁

带锁的原子变量不会受到死锁的风险，因为 std::atomic API 确保没有操作尝试同时锁定多个变量。这种设计可以防止循环依赖并保证正确的并发行为。

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