2018.03.19 -原子操作和原子变量

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原子操作

       原子操作指的是不可再分的指令操作，即在执行原子操作时不可能被打断，要么原子操作没有执行，要么已经执行完毕。

       原子操作的实现必须需要硬件的支持，操作系统仅仅是在硬件指令的基础之上进行一次封装。对于没有实现原子操作的硬件，则需要操作系统从软件算法层面进行支持。

linux下的实现

       linux下原子操作的数据结构是atomic_t，其定义放在<linux/types.h>下：

[cpp]  view plain  copy

1. typedef struct {  
2.     int counter;  
3. }atomic_t;  

可以看出原子操作仅支持int整形变量，为了与正常的整形区分，采用atomic_t来定义这个原子操作。

       原子操作的接口都在Atomic.h中列出（64位版本则在Atomic64.h）。包括：

原子操作接口	说明
int atomic_read(const atomic_t *v)	获取atomic_t类型变量的值
void atomic_set(atomic_t *v, int i)	设置atomic_t类型变量的值
void atomic_add(int i, atomic_t *v)	增加i
void atomic_sub(int i, atomic_t *v)	减少i
bool atomic_sub_and_test(int i, atomic_t *v)	减少i，如果结果为0则返回true
void atomic_inc(atomic_t *v)	等价于 atomic_add(1, v)
void atomic_dec(atomic_t *v)	等价于 atomic_sub(1, v)
bool atomic_dec_and_test(atomic_t *v)	atomic_sub(1, v)，如果结果为0则返回true
bool atomic_inc_and_test(atomic_t *v)	atomic_add(1, v)，如果结果为0则返回true
bool atomic_add_negative(int i, atomic_t *v)	增加i，如果结果为负则返回true
int atomic_add_return(int i, atomic_t *v)	增加i并返回结果
int atomic_sub_return(int i, atomic_t *v)	减少i并返回结果
atomic_inc_return(v)	宏，增加1并返回结果
atomic_dec_return(v)	宏，减少1并返回结果
int atomic_fetch_add(int i, atomic_t *v)	增加i，并返回原来的结果
int atomic_fetch_sub(int i, atomic_t *v)	减少i，并返回原来的结果
int atomic_cmpxchg(atomic_t *v, int old, int new)	比较old与v中的值，若相等则将new付给v，返回v原来的值
intatomic_xchg(atomic_t *v, int new)	将new付给v，并返回v原来的值