복잡한 데이터 구조의 원자 변수가 실제로 잠금을 사용합니까? 그렇다면 어떻게 사용합니까?

원자 변수 및 잠금

멀티스레드 프로그래밍 영역에서 원자 변수는 일관된 데이터 조작을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 그러나 여러 요소를 포함하는 foo와 같은 복잡한 데이터 구조의 경우 원자 변수 내에 잠금이 존재하는지에 대한 우려가 있습니다.

원자 변수 및 잠금의 수수께끼

더 큰 원자 유형에는 잠금이 필요하다는 가정에도 불구하고 관찰에 따르면 그렇지 않은 것으로 나타났습니다. 다음 코드 조각은 이 현상을 보여줍니다.

#include <iostream>
#include <atomic>

struct foo {
    double a;
    double b;
};

std::atomic<foo> var;

int main()
{
    std::cout << var.is_lock_free() << std::endl;
    std::cout << sizeof(foo) << std::endl;
    std::cout << sizeof(var) << std::endl;
}

이 코드의 출력은 다음과 같습니다.

0
16
16

보시다시피 is_lock_free() 메서드는 원자 변수 var에 대해 0을 반환합니다. , 그러나 그 크기는 기본 데이터 구조 foo의 크기와 동일하게 유지됩니다. 이로 인해 다음과 같은 질문이 제기되었습니다. 잠금은 어디에 저장되며 원자 변수의 여러 인스턴스에 어떻게 영향을 미칩니까?

잠금 메커니즘 공개

원자 변수 내의 잠금에는 뮤텍스의 해시 테이블이 포함됩니다. 원자 객체의 주소는 키 역할을 하며 이를 고유 잠금에 할당합니다. 이 해시 함수는 여러 원자 변수가 고유한 잠금에 매핑되어 액세스 작업을 효과적으로 격리하도록 보장합니다.

잠재적 의미 및 성능 고려 사항

해시 테이블 내 충돌로 인해 다음이 발생할 수 있습니다. 동일한 잠금을 공유하는 여러 원자 개체. 이는 정확성을 손상시키지는 않지만 성능 병목 현상을 일으킬 수 있습니다. 서로 다른 개체 간의 독립적인 경합 대신 여러 스레드가 공유 잠금에 액세스하기 위해 경쟁할 수 있습니다.

교착 상태 부재

교착 상태가 불가능하다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이 컨텍스트는 std::atomic 작업이 동시에 여러 개체에 대한 잠금을 획득하려고 시도하지 않기 때문입니다. 이러한 설계는 추가 경합이 정확성에 영향을 주지 않지만 성능에 영향을 미칠 수 있음을 보장합니다.

결론

원자 변수는 데이터 무결성을 유지하기 위해 복잡한 데이터 구조에 잠금 메커니즘을 사용합니다. 이러한 잠금은 일반적으로 원자 변수의 주소가 키 역할을 하는 뮤텍스의 해시 테이블로 구현됩니다. 공유 잠금으로 인해 성능 문제가 발생할 수 있지만 std::atomic 함수 설계로 교착 상태가 방지됩니다.

위 내용은 복잡한 데이터 구조의 원자 변수가 실제로 잠금을 사용합니까? 그렇다면 어떻게 사용합니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!