有没有一种方法可以让 std::atomic 的 compare_exchange_strong 方法在不平等问题上进行交流？

Question

我有一个原子类型，我需要将它与一个值进行原子比较，如果两个值不相等，则交换原子的值。

换句话说，compare_exchange_strong 基本上以原子方式执行此操作：

if (atomic_value == expected)
    atomic_value = desired;

...我正在寻找一种方法来做到这一点：

if (atomic_value != expected)
    atomic_value = desired;

（是的，我知道 compare_exchange_strong 使用按位相等进行比较，而不是 == 运算符。而且我知道 expected 的值在比较失败时被分配。这只是出于说明目的。在我的用例中，无论比较结果如何，我都不需要原子的值。）

有什么方法可以做到这一点而不必退而求其次使用锁而不是 std::atomic？

Answer 1

只需使用通常用于比较和交换的循环，但不是循环直到（新的）预期值匹配，而是循环 either 直到它匹配（并且store happens) 或者它等于你的 != expected 条件中的值，因为在这种情况下你不需要做任何事情。（当然不要把初始值设置成那个“unless”的值，这样你就不可能第一次“成功”。）

Answer 2

auto observed = atomic_value.load();
for (;;)
{
    if (observed == expected){
       break; // no exchange
    }
    if (atomic_value.compare_exchange_weak(observed, desired)) { 
       break; // successfully exchanged observed with desired
    }
}

当然，它在硬件具有 LL/SC 的架构上不是最优的，因为 C++ 不公开它。用LL/SC可以有任意条件。

Answer 3

你可以使用这样的东西：

#include <atomic>
#include <random>

std::atomic<int> atomVal;

int store_if_not_equal(int desired)
{
    while (true)    // or maxloop....
    {
        int expected = desired;

        if (atomVal.compare_exchange_strong(expected, desired))
        {
            // values matched - do nothing
            return 0;
        }
        else
        {
            //expected now contains the "current value"
            // another thread could have sneaked in and changed it,
            // so only replace it if it still matches
            if (atomVal.compare_exchange_strong(expected, desired))
            {
                // success
                return 1;
            }
        }

    // if we arrive here, retry
    }
}

int main()
{
    atomVal.store(rand());
    return store_if_not_equal(2);
}

演示：https://godbolt.org/z/qWTP7canf

有没有一种方法可以让 std::atomic 的 compare_exchange_strong 方法在不平等问题上进行交流？

Is there a way to have a version of std::atomic's compare_exchange_strong method that exchanges on inequality?

c++

atomic

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stdatomic