讲师中心 微信公众号
AI工具推荐 视频效率加速

C++ std::atomic::compare_exchange_weak用法 _ CAS无锁编程【详解】

小涛姑娘_4273

小涛姑娘_4273

发布时间:2026-05-01 15:37:47

|

339人浏览过

|

来源于php中文网

原创

compare_exchange_weak必须置于do-while/while循环中且expected为可修改非const引用,否则因伪失败和expected未更新导致死循环或逻辑错误;它在ARM等平台允许虚假失败,并覆写expected为当前值。

c++ std::atomic::compare_exchange_weak用法 _ cas无锁编程【详解】

必须写在 do-while 或 while 循环里,且 expected 必须是可修改的非 const 引用——漏掉任一条件,大概率死循环或逻辑错误。

为什么 compare_exchange_weak 总是返回 false?

常见现象:刚初始化一个 std::atomic<int></int>,设 expected = 0,调一次 compare_exchange_weak(expected, 1) 就返回 false,但值明明没被改过。

  • 根本原因是它允许伪失败(spurious failure),尤其在 ARM/AArch64 平台,哪怕 expected 和当前值相等,也可能返回 false
  • 更关键的是:它会**覆写 expected 为当前实际值**。如果传入的是字面量、临时变量或 const int&,编译可能报错;侥幸通过后,expected 无法更新,下次重试仍用旧值,导致无限失败
  • expected 必须是普通变量(如 int expected = atomic_var.load();),不能是 const int exp = ...; 或 compare_exchange_weak(0, 1)

怎么写才不会卡死或漏竞争?

单次 if 尝试是错的——从读取到 CAS 这段时间,其他线程可能已修改目标值,导致“检查通过但写入覆盖”。

C++14
C++14

C++14 对 C++11 的修正与增强版本,适合旧系统维护和较老工具链兼容。

下载
  • 正确模式是让 expected 在循环中始终反映最新快照:
    int expected = atomic_var.load();
    do {
        int desired = expected + 1;  // 注意:这里不能依赖 expected 做复杂计算(如 malloc、IO)
    } while (!atomic_var.compare_exchange_weak(expected, desired));
  • 循环体必须轻量:避免锁、内存分配、系统调用;否则自旋成本过高
  • 极端高争用下,weak 可能反复伪失败,可加 std::this_thread::yield() 退避,或前 N 次用 weak,失败后切 strong

compare_exchange_weak 和 compare_exchange_strong 怎么选?

不是“强就一定好”,而是看语义是否允许重试、失败代价是否可接受。

立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;

  • 优先用 weak:所有循环重试场景(无锁栈 push/pop、计数器递增、状态机跃迁)——它在 x86 上性能几乎和 strong 一致,在 ARM 上指令更轻(如 LDAXR/STLXR),伪失败代价低
  • 考虑用 strong:单次尝试逻辑(如初始化标志位)、失败需触发昂贵回退(日志+告警)、或伪失败会破坏业务语义(如金融事务原子提交)
  • 两者签名完全一致,但 failure 内存序必须 ≤ success;若用双参数版,failure 不能是 memory_order_release 或 memory_order_acq_rel

指针 CAS 的 ABA 问题真躲不开?

用 std::atomic<node></node> 实现无锁链表时,典型问题是:节点 A 被弹出、析构、新节点又恰好分配到同一地址,compare_exchange_weak 误判“还是原来的 A”,导致数据损坏或崩溃。

  • 这不是函数 bug,而是裸指针 CAS 的固有缺陷
  • 标准解法是带版本号(如 std::atomic<:pair size_t>></:pair>)或用 std::shared_ptr(但注意:std::atomic<:shared_ptr>></:shared_ptr> 不是标准特化,需用 std::atomic<:shared_ptr>*></:shared_ptr> 或第三方库)
  • 别指望靠 memory_order 解决 ABA——它只管顺序,不防地址复用

相关文章

编程速学教程(入门课程)
编程速学教程(入门课程)

编程怎么学习?编程怎么入门?编程在哪学?编程怎么学才快?不用担心,这里为大家提供了编程速学教程(入门课程),有需要的小伙伴保存下载就能学习啦!

下载

相关标签:

c++

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热门AI工具

更多
UP简历
UP简历 Hot

一款AI办公效率工具,主要用于基于AI技术的免费在线简历制作工具,适合需要提升相关任务效率的用户。

豆包大模型

豆包大模型是一款由字节跳动推出的企业级大语言模型服务平台。

DeepSeek

DeepSeek是一款面向对话、写作、编程和推理场景的AI大模型工具。

Seko
Seko Hot

一款AI视频创作工具,主要用于商汤科技推出的创编一体的AI短视频创作Agent,适合需要提升相关任务效率的用户。

UpDream
UpDream Hot

一款AI视频创作工具,主要用于哔哩哔哩推出的自研AI视频创作工具,适合需要提升相关任务效率的用户。

Flowith
Flowith Hot

Flowith是一款基于画布和智能体工作流的 AI 协作工作空间。

小橡皮AI

一款AI工具,主要用于小橡皮一键去AI味,将机器味重的内容改得更有活人感,防止因为 AI 内容被平台打上 AI 标签,以及限流,适合需要提升相关任务效率的用户。

讯飞绘文

讯飞绘文是一款由科大讯飞推出的一站式 AIGC 内容运营平台。

WorkBuddy

一款AI办公效率工具,主要用于腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台,适合需要提升相关任务效率的用户。

相关专题

更多
C语言变量命名
C语言变量命名

c语言变量名规则是:1、变量名以英文字母开头;2、变量名中的字母是区分大小写的;3、变量名不能是关键字;4、变量名中不能包含空格、标点符号和类型说明符。php中文网还提供c语言变量的相关下载、相关课程等内容,供大家免费下载使用。

3689

2023.06.20

c语言入门自学零基础
c语言入门自学零基础

C语言是当代人学习及生活中的必备基础知识,应用十分广泛,本专题为大家c语言入门自学零基础的相关文章,以及相关课程,感兴趣的朋友千万不要错过了。

2468

2023.07.25

c语言运算符的优先级顺序
c语言运算符的优先级顺序

c语言运算符的优先级顺序是括号运算符 > 一元运算符 > 算术运算符 > 移位运算符 > 关系运算符 > 位运算符 > 逻辑运算符 > 赋值运算符 > 逗号运算符。本专题为大家提供c语言运算符相关的各种文章、以及下载和课程。

1400

2023.08.02

c语言数据结构
c语言数据结构

数据结构是指将数据按照一定的方式组织和存储的方法。它是计算机科学中的重要概念,用来描述和解决实际问题中的数据组织和处理问题。数据结构可以分为线性结构和非线性结构。线性结构包括数组、链表、堆栈和队列等,而非线性结构包括树和图等。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

1338

2023.08.09

c语言random函数用法
c语言random函数用法

c语言random函数用法:1、random.random,随机生成(0,1)之间的浮点数;2、random.randint,随机生成在范围之内的整数,两个参数分别表示上限和下限;3、random.randrange,在指定范围内,按指定基数递增的集合中获得一个随机数;4、random.choice,从序列中随机抽选一个数;5、random.shuffle,随机排序。

1436

2023.09.05

c语言const用法
c语言const用法

const是关键字,可以用于声明常量、函数参数中的const修饰符、const修饰函数返回值、const修饰指针。详细介绍:1、声明常量,const关键字可用于声明常量,常量的值在程序运行期间不可修改,常量可以是基本数据类型,如整数、浮点数、字符等,也可是自定义的数据类型;2、函数参数中的const修饰符,const关键字可用于函数的参数中,表示该参数在函数内部不可修改等等。

2378

2023.09.20

c语言get函数的用法
c语言get函数的用法

get函数是一个用于从输入流中获取字符的函数。可以从键盘、文件或其他输入设备中读取字符,并将其存储在指定的变量中。本文介绍了get函数的用法以及一些相关的注意事项。希望这篇文章能够帮助你更好地理解和使用get函数 。

3960

2023.09.20

c数组初始化的方法
c数组初始化的方法

c语言数组初始化的方法有直接赋值法、不完全初始化法、省略数组长度法和二维数组初始化法。详细介绍:1、直接赋值法,这种方法可以直接将数组的值进行初始化;2、不完全初始化法,。这种方法可以在一定程度上节省内存空间;3、省略数组长度法,这种方法可以让编译器自动计算数组的长度;4、二维数组初始化法等等。

18735

2023.09.22

DBeaver怎么导入数据
DBeaver怎么导入数据

DBeaver数据导入专题,整理Excel、CSV、SQL、TXT等常见文件的数据导入方法,涵盖目标数据库选择、数据表创建、字段映射、数据类型设置及导入参数配置等操作,帮助用户将本地文件中的数据写入数据库,并了解批量导入、重复数据处理和导入失败等常见问题的解决方法。

20

2026.11.05

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C++ Core Guidelines
C++ Core Guidelines

共0课时 | 0人学习

C++ Reference
C++ Reference

共0课时 | 0人学习

C++ 官方标准说明
C++ 官方标准说明

共0课时 | 0人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn