使用 32 位原子變量實(shí)現(xiàn) 64 位原子計數(shù)器
問題：
使用32位設(shè)計并實(shí)現(xiàn)64位原子計數(shù)器原子變量。計數(shù)器有一個寫入器（信號處理程序）和多個讀取器。
代碼：
class counter {
atomic<uint32_t> lo_{};
atomic<uint32_t> hi_{};
atomic<uint32_t> gen_{};
uint64_t read() const {
auto acquire = memory_order_acquire;
uint32_t lo, hi, gen1, gen2;
do {
gen1 = gen_.load(acquire);
lo = lo_.load(acquire);
hi = hi_.load(acquire);
gen2 = gen_.load(acquire);
} while (gen1 != gen2 || (gen1 & 1));
return (uint64_t(hi) << 32) | lo;
}
void increment() {
auto release = memory_order_release;
gen_.fetch_add(1, release);
uint32_t newlo = 1 + lo_.fetch_add(1, release);
if (newlo == 0) {
hi_.fetch_add(1, release);
}
gen_.fetch_add(1, release);
}
};
答案：
提供的代碼是使用 32 位原子變量的 64 位原子計數(shù)器的正確實(shí)現(xiàn)。它使用一種稱為 SeqLock 的技術(shù)，該技術(shù)采用生成計數(shù)來保持計數(shù)器高半部分和低半部分的一致性。
讀取操作在處理時使用循環(huán)來獲取計數(shù)器的正確狀態(tài)讀者和作者之間潛在的競爭條件。寫入操作以原子方式遞增計數(shù)器的高位和低位部分，使用內(nèi)存排序來確保正確的行為。
改進(jìn)的實(shí)現(xiàn)：
雖然提供的代碼是正確的，可以對其進(jìn)行改進(jìn)以獲得更好的性能和效率：
- 而不是對計數(shù)器有效負(fù)載使用原子 RMW 操作，它們可以替換為普通加載和存儲，以避免不必要的開銷。
- 序列計數(shù)器也可以用普通加載和存儲來維護(hù)，因?yàn)樗恍枰獑握{(diào)遞增而不需要原子更新。
替代設(shè)計：
完全消除原子 RMW 操作需求的替代設(shè)計是使用 volatile uint64_t 和 std::atomic
以上是如何僅使用 32 位原子變量實(shí)現(xiàn) 64 位原子計數(shù)器？的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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C中有哪種多態(tài)性的多態(tài)性？解釋了
Jun 20, 2025 am 12:08 AM
C 有兩種主要的多態(tài)類型：編譯時多態(tài)和運(yùn)行時多態(tài)。1.編譯時多態(tài)通過函數(shù)重載和模板實(shí)現(xiàn)，提供高效但可能導(dǎo)致代碼膨脹。2.運(yùn)行時多態(tài)通過虛函數(shù)和繼承實(shí)現(xiàn)，提供靈活性但有性能開銷。
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Jun 20, 2025 am 12:01 AM
是的，C 中的多態(tài)性非常有用。 1)它提供了靈活性，允許輕松添加新類型；2)促進(jìn)代碼重用，減少重復(fù)；3)簡化維護(hù)，使代碼更易擴(kuò)展和適應(yīng)變化。盡管存在性能和內(nèi)存管理的挑戰(zhàn)，但其優(yōu)勢在復(fù)雜系統(tǒng)中尤為顯著。
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