CAS指令如何保证原子性 [英] How does CAS instructions guarantee atomicity

问题描述

根据Wiki，CAS这样做：

function cas(p : pointer to int, old : int, new : int) returns bool {
    if *p ≠ old {
        return false
    }
    *p ← new
    return true
}

嗯，在我看来，如果几个处理器将尝试执行带有相同参数的CAS指令，则可能会同时进行几次写入尝试，因此无论如何这样做都不安全。

我哪里错了？

推荐答案

同时来自多个内核的原子读-比较-写指令执行相互竞争，但这取决于硬件。Hardware arbitration of atomic RMW instructions在现代CPU中是实实在在的东西，它提供了一定程度的公平性，因此在lock cmpxchg上旋转的一个线程不能完全阻止其他线程做同样的事情。(尽管这是一个糟糕的设计：最好是在收购-加载时旋转，只有在应该成功的情况下才做CAS)

不能保证它们以什么顺序发生，这就是为什么您需要仔细设计算法，以便正确性仅取决于比较和交换是原子的。(ABA problem是常见的陷阱)。

---

btw，整个伪代码块作为单个原子操作发生。对于硬件来说，使读-比较-写或读-修改-写作为单个原子操作发生要比仅仅存储要难得多，而MESIF/MOESI可以很好地处理存储。

您确定吗？我认为这样做是不安全的，因为例如，x86不能保证非对齐的DWORD的写入原子性

lock cmpxchg使操作原子化，而不管对齐情况。对于未对齐的情况，它可能会慢得多，特别是在高速缓存线拆分中，原子地修改单个高速缓存线是不够的。

另请参阅Atomicity on x86，我将在此解释原子操作的含义。

这篇关于CAS指令如何保证原子性的文章就介绍到这了，希望我们推荐的答案对大家有所帮助，也希望大家多多支持IT屋！