32 ビット アトミックのみを使用して 64 ビット アトミック カウンターを実装するにはどうすればよいですか?

32 ビット アトミックを使用した 64 ビット アトミック カウンタの実装

この質問では、32 ビット アトミック整数から 64 ビット アトミック カウンタを作成する方法について詳しく説明します。カウンタには単一のライターと複数のリーダーがあり、ライターはブロックしてはならないシグナル ハンドラーです。

提案されたソリューションでは、下位ビットを読み取りロックとして使用し、世代カウントを採用しています。読み取り全体で世代数が安定し、下位ビットが設定されなくなるまで、リーダーは再試行します。

設計とメモリの順序

提供されるコードは通常、既知の SeqLock の正しい設計原則に従っています。シーケンス番号を使用してロックフリーのアトミック カウンタを実装するためのパターン。メモリ順序付けの使用は適切であり、カウンタがアトミックに更新されることが保証されます。

改善の可能性

ただし、ペイロードの増加にアトミック RMW 操作を使用する必要がないことは注目に値します。システムは、より安価な 64 ビットのアトミックな追加またはロードをサポートします。代わりに、両方の半分を単純にロードし、その後に非アトミックなインクリメントを行い、その結果をアトミックに保存するだけで十分です。

さらに、シーケンス カウンターは、スピンロックとして使用されない限り、アトミックな RMW 操作を回避することもできます。複数の作家。単一のライターを使用すると、リリース順序による純粋なロードと純粋なストアを使用できます。これは、アトミック RMW または seq_cst 順序によるストアよりも効率的です。

最適化と代替手段

の制限をバイパスするにはアトミックより大きな型の場合は、揮発性 uint64_t とアトミック の共用体を使用することを検討できます。これにより、効率的なロードおよびストア操作が可能になります。

もう 1 つの代替方法は、ターゲットがアトミック でのロックフリーのアトミック操作をサポートしているかどうかを動的にチェックする SeqLock テンプレートを実装することです。そうでない場合は、アトミック RMW 操作の使用を回避する別の実装に透過的にフォールバックする可能性があります。

結論として、提供されたコードは 32 ビット アトミックを使用した 64 ビット アトミック カウンタの機能的な実装を示していますが、これらは、パフォーマンスを向上させ、コードを簡素化できる可能性のある最適化および代替案です。

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