使用 32 位原子實(shí)現(xiàn) 64 位原子計(jì)數(shù)器
簡(jiǎn)介：
本文介紹了 64 位原子計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，使用32 位原子操作。它旨在提供對(duì)共享計(jì)數(shù)器的高效、無(wú)鎖訪問(wèn)，特別適合具有多個(gè)讀取器和單個(gè)寫入器的場(chǎng)景。
設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：
建議的設(shè)計(jì)基于“SeqLock”的概念，它利用 32 位生成計(jì)數(shù)，其中低位用作讀鎖
代碼實(shí)現(xiàn)：
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);
}
};設(shè)計(jì)評(píng)估：
- 正確性： 該設(shè)計(jì)提供了 64 位原子計(jì)數(shù)器的有效實(shí)現(xiàn)，防止競(jìng)爭(zhēng)條件并確保所有線程都看到一致的值。
- 效率：使用 32 位原子而不是 64 位原子可以提高性能，特別是在 64 位原子操作成本高昂的系統(tǒng)中。
- 無(wú)鎖性：SeqLock設(shè)計(jì)消除了對(duì)鎖的需求，從而實(shí)現(xiàn)高并發(fā)訪問(wèn)
替代解決方案：
需要注意的是，原子讀-修改-寫（RMW）操作對(duì)于增量操作。相反，更有效的方法是使用帶有釋放內(nèi)存排序的純加載和存儲(chǔ)：
void increment() {
auto release = memory_order_release;
uint64_t count = lo_.load(release) | (uint64_t(hi_.load(release)) << 32);
count++;
lo_.store(count & uint32_t(-1), release);
hi_.store((count >> 32) & uint32_t(-1), release);
}
結(jié)論：
建議的實(shí)現(xiàn)提供了一個(gè)高效且正確的解決方案用于使用 32 位原子創(chuàng)建 64 位原子計(jì)數(shù)器。 SeqLock 設(shè)計(jì)確保計(jì)數(shù)器在無(wú)鎖的情況下運(yùn)行，同時(shí)允許多個(gè)讀取器和單個(gè)寫入器同時(shí)操作，而不會(huì)引入數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。
以上是如何僅使用 32 位原子實(shí)現(xiàn) 64 位原子計(jì)數(shù)器？的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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c多態(tài)性：功能是否超載一種多態(tài)性？
Jun 20, 2025 am 12:05 AM
是的，函數(shù)重載是C 中的一種多態(tài)形式，具體來(lái)說(shuō)是編譯時(shí)多態(tài)。1.函數(shù)重載允許使用相同名稱但不同參數(shù)列表的多個(gè)函數(shù)。2.編譯器根據(jù)提供的參數(shù)在編譯時(shí)決定調(diào)用哪個(gè)函數(shù)。3.與運(yùn)行時(shí)多態(tài)不同，函數(shù)重載在運(yùn)行時(shí)沒(méi)有額外開(kāi)銷，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但靈活性較低。
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(shí)多態(tài)和運(yùn)行時(shí)多態(tài)。1.編譯時(shí)多態(tài)通過(guò)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(shí)多態(tài)通過(guò)虛函數(shù)和繼承實(shí)現(xiàn)，提供靈活性但有性能開(kāi)銷。
如何在C中實(shí)施多態(tài)性：逐步教程
Jun 14, 2025 am 12:02 AM
實(shí)現(xiàn)C 中的多態(tài)性可以通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：1)使用繼承和虛函數(shù)，2)定義一個(gè)包含虛函數(shù)的基類，3)派生類重寫這些虛函數(shù)，4)使用基類指針或引用調(diào)用這些函數(shù)。多態(tài)性允許不同類型的對(duì)象被視為同一基類型的對(duì)象，從而提高代碼的靈活性和可維護(hù)性。
C：多態(tài)性真的有用嗎？
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(jiǎn)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(shì)在復(fù)雜系統(tǒng)中尤為顯著。
C驅(qū)動(dòng)器：常見(jiàn)錯(cuò)誤
Jun 20, 2025 am 12:12 AM
C destructorscanleadtoseveralcommonerrors.Toavoidthem:1)Preventdoubledeletionbysettingpointerstonullptrorusingsmartpointers.2)Handleexceptionsindestructorsbycatchingandloggingthem.3)Usevirtualdestructorsinbaseclassesforproperpolymorphicdestruction.4
C中的多態(tài)性：綜合指南
Jun 21, 2025 am 12:11 AM
C 中的多態(tài)性分為運(yùn)行時(shí)多態(tài)性和編譯時(shí)多態(tài)性。1.運(yùn)行時(shí)多態(tài)性通過(guò)虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)，允許在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)用正確的方法。2.編譯時(shí)多態(tài)性通過(guò)函數(shù)重載和模板實(shí)現(xiàn)，提供更高的性能和靈活性。
C中的多態(tài)性的各種形式是什么？
Jun 20, 2025 am 12:21 AM
C polymorphismincludescompile-time,runtime,andtemplatepolymorphism.1)Compile-timepolymorphismusesfunctionandoperatoroverloadingforefficiency.2)Runtimepolymorphismemploysvirtualfunctionsforflexibility.3)Templatepolymorphismenablesgenericprogrammingfo
c認(rèn)識(shí)python的人的教程
Jul 01, 2025 am 01:11 AM
學(xué)Python的人轉(zhuǎn)學(xué)C 最直接的困惑是：為什么不能像Python那樣寫？因?yàn)镃 雖然語(yǔ)法更復(fù)雜，但提供了底層控制能力和性能優(yōu)勢(shì)。1.語(yǔ)法結(jié)構(gòu)上，C 使用花括號(hào){}而非縮進(jìn)組織代碼塊，且變量類型必須顯式聲明；2.類型系統(tǒng)與內(nèi)存管理方面，C 沒(méi)有自動(dòng)垃圾回收機(jī)制，需手動(dòng)管理內(nèi)存并注意釋放資源，使用RAII技術(shù)可輔助資源管理；3.函數(shù)與類定義中，C 需要明確訪問(wèn)修飾符、構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，并支持如運(yùn)算符重載等高級(jí)功能；4.標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)方面，STL提供了強(qiáng)大的容器和算法，但需要適應(yīng)泛型編程思想；5
