多线程下gcc的原子操作

GCC 提供的原子操作

gcc从4.1.2以后的版本提供了__sync_*系列的built-in函数，用于提供加减和逻辑运算的原子操作。

其声明如下：

type __sync_fetch_and_add (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_sub (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_or (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_and (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_xor (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_nand (type *ptr, type value, ...)


type __sync_add_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
type __sync_sub_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
type __sync_or_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
type __sync_and_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
type __sync_xor_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
type __sync_nand_and_fetch (type *ptr, type value, ...)

 
这两组函数的区别在于第一组返回更新前的值，第二组返回更新后的值。类似于i++和++i

参数说明

type可以是1,2,4,8字节长度的int类型，即：

int8_t / uint8_t
int16_t / uint16_t
int32_t / uint32_t
int64_t / uint64_t

 

后面的可扩展参数(...) 用来指出哪些变量需要memory barrier,因为目前gcc实现的是full barrier，可以略掉这个参数。

后面的可扩展参数(...)用来指出哪些变量需要memory barrier,因为目前gcc实现的是full barrier（类似于linux kernel 中的mb(),表示这个操作之前的所有内存操作不会被重排序到这个操作之后）,所以可以略掉这个参数。

另外个原子操作:
bool __sync_bool_compare_and_swap (type *ptr, type oldval,  type newval, ...)
type __sync_val_compare_and_swap (type *ptr, type oldval,  type newval, ...)

这两个函数提供原子的比较和交换，如果*ptr == oldval,  就将newval写入*ptr,
第一个函数在相等并写入的情况下返回true.
第二个函数在相等并写入的情况下返回oldval。

type __sync_lock_test_and_set (type *ptr, type value, ...)    

将*ptr设为value并返回*ptr操作之前的值。

 

void __sync_lock_release (type *ptr, ...)  

 将*ptr置0

                                

性能上__sync_fetch_and_add,完爆线程锁。
从测试结果上看， __sync_fetch_and_add,速度是线程锁的6～7倍