compare_exchange_weak功能

原创 已于 2025-03-19 21:08:17 修改 · 1.1k 阅读 · 11 ·
CC 4.0 BY-SA版权
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
文章标签：

#c++ #开发语言

于 2025-03-19 20:58:10 首次发布

compare_exchange_weak 是 C++ 标准库 <atomic> 中 std::atomic 类的一个成员函数，用于执行原子的比较和交换（Compare-And-Swap，CAS）操作。该操作是无锁编程中的核心操作之一，在多线程环境下保证数据的原子性更新，避免使用传统锁机制带来的性能开销。

功能概述

compare_exchange_weak 函数会将原子变量的当前值与一个期望值进行比较，如果两者相等，则将原子变量的值更新为指定的新值；如果不相等，则将期望值更新为原子变量的当前值。该函数可能会出现伪失败的情况，即即使原子变量的当前值与期望值相等，操作也可能返回 false，但这并不影响其在循环中重试以达到最终的更新目的。

函数原型

bool compare_exchange_weak( T& expected, T desired,
                            std::memory_order success,
                            std::memory_order failure );

参数解释

  • expected：一个引用，指向存储期望值的变量。如果比较操作成功，原子变量会被更新为 desired；如果失败，expected 会被更新为原子变量的当前值。
  • desired
最低0.47元/天 解锁文章
simple c++ 无锁队列
qianbo042311的博客
10-06 925
使用compare_exchange_strong 和 compare_exchange_weak在 C++ 中，compare_exchange_strong 和 compare_exchange_weak 是 std::atomic 类型的成员函数，用于原子地比较和交换操作。以下实现适合单生产者，单消费者，否则效率不佳。
[modern c++] compare_exchange_weak 与 CAS
ykun089的博客
03-23 539
参考：https://blog.youkuaiyun.com/yand789/article/details/27324295 compare_exchange_weak 的伪码逻辑： if *this == expected: *this = desired; else: expected = *this; 这里涉及到 三个值： 1）要检查的内存地址内的值 *this ； 2）希望 *this 内应当是什么值 expected ； （对应compare） 3...
compare_exchange_weak
eckael的专栏
05-07 480
实现无锁数据结构的基础是CAS：Compare & Set，或是 Compare & Swap。CAS用C语言描述的代码（来自Wikipedia Compare And Swap） int compare_and_swap (int* reg, int oldval, int newval) { ATOMIC(); int old_reg_val = *reg; if (old_reg_val == oldval) *reg = newval; END_A.
深入理解 compare_exchange_strong 与 compare_exchange_weak：原子操作的强弱之道
探索C++编程的奥秘，分享深入的技术见解和实践，旨在激发读者创造力与解决问题的思维。
06-09 1115
在并发编程的世界里，原子操作如同微观世界的基本粒子，看似简单却蕴含着深刻的设计哲学。本文将深入探讨 C++ 中两个重要的原子操作：`compare_exchange_strong` 和 `compare_exchange_weak`，理解它们的底层原理、设计理念以及实际应用。
简单理解compare_exchange_weak函数
勿忘初心,方得始终
08-11 5120
compare_exchange_weak比compare_exchange_strong
C++11：原子交换函数compare_exchange_weak和compare_exchange_strong 初探
Martin12111的博客
11-30 6491
compare_exchange_weak和compare_exchange_strong则是著名的CAS（compare and set）
C++11 CAS无锁函数compare_exchange_weak的使用
05-14 4323
关于C++11的并发指南可以看这个Blog。 这里主要想谈一下对compare_exchange_weak这个C++11用来实现CAS无锁算法函数的理解。 可以先看一下cplusplus给出的用这个函数实现无锁链表的例子: // atomic::compare_exchange_weak example: #include // std::cout #include
std::atomic::compare_exchange_weak
qigaozhou的博客
10-07 743
https://www.cplusplus.com/reference/atomic/atomic/compare_exchange_weak/ #include // std::cout #include // std::atomic #include // std::thread #include // std::vector // a simple global linked list: struct Node { int val.
详细解析了 compare_exchange_weak -----并发编程入门（三）： 使用C++11实现无锁stack（lock-free stack)
热门推荐
05-28 1万+
时间2014-02-13 20:47:00 优快云博客 相似文章 (0) 原文  http://blog.youkuaiyun.com/anzhsoft/article/details/19125619 添加到推刊 收藏到推刊 创建推刊 收 藏 取消 已收藏到推刊！
compare_exchange_weak 和compare_exchange_strong区别
doubleintfloat的博客
03-19 1002
和都是类提供的成员函数，用于执行原子的比较和交换（Compare-And-Swap，CAS）操作。
c++ compare_exchange_strong|weak使用小陷阱
qq_34179431的博客
08-23 603
1、将上面的int x 改成 long long x, 这样就不会有4字节的填充。compare_exchange_strong|weak 在比较相等时用的是。但是a1 和 x 逐位比较也应该想等才对呀，那问题出现在哪里呢。这二者有什么差异呢， 我们仅仅将 int x 注释掉了。示例一 内存不对齐的大小是 8 + 4 = 12B。答案是什么也不输出， 这个有一点出乎意料了。答案是：内存对齐导致的额外的padding。但是因为内存对齐导致其大小为 16B。memcpy 比较了16，memcpy 逐位比较。
深入解析std::atomic的exchange与compare_exchange操作
牟同學的博客
08-12 1031
线程1读取值A线程2修改值为B线程3修改值为A线程1的CAS操作成功（值仍为A），但数据结构已改变ABA问题详细介绍exchange当需要无条件设置新值并获取旧值时使用适合标志位切换、所有权转移在循环中更新值时首选无锁数据结构的核心高性能要求的场景当需要单次尝试时避免虚假失败的场景简化错误处理逻辑“选择正确的原子操作，如同选择正确的锁——它决定了并发性能的边界。” - C++并发艺术。
无锁同步-C++11之Atomic和CAS
weixin_30316097的博客
07-20 1051
1、概要 本文是无锁同步系列文章的第一篇，主要探讨C++11中的Atomic。 我们知道在C++11中引入了mutex和方便优雅的lock_guard。但是有时候我们想要的是性能更高的无锁实现，下面我们来讨论C++11中新增的原子操作类Atomic，我们可以利用它巧妙地实现无锁同步。 2、传统的线程同步 1 #include <thread> ...
C++之compare_exchange_weak和compare_exchange_strong
fudexiang的博客
07-21 403
这两个函数都是C++原子操作中的比较交换(compare-and-swap, CAS)操作，用于实现无锁编程，但它们有一些重要区别。
c++原子操作中compare_exchange_weak和compare_exchange_strong的MSVC与GCC源码和用法说明
vily_lei的专栏
08-22 2037
c++原子操作中compare_exchange_weak和compare_exchange_strong的MSVC与GCC源码和用法说明
C++11：原子交换函数compare_exchange_weak和compare_exchange_strong
a947568753的博客
01-10 765
C++11：原子交换函数compare_exchange_weak和compare_exchange_strong
compare_exchange_weak详解
Damon_X的博客
06-26 1065
对于类型的变量atomic_var特点内容功能CAS（Compare And Swap）：相等就替换类型weak允许虚假失败，适合 retry 循环关键参数expected是传引用，会在失败时被更新用途lock-free 数据结构（栈、队列、哈希表）和锁对比更高性能、更复杂、更容易出错常见错误忘了处理 expected 被修改、忽视内存序影响会自动更新expected// 读当前 head!// CAS 尝试替换 head为什么不重新load()也可以继续工作？
【Rust 控制流入门指南】 Introduction to Control Flow in Rust
探索C++编程的奥秘，分享深入的技术见解和实践，旨在激发读者创造力与解决问题的思维。
10-03 310
Control flow is a fundamental concept in programming. It determines the order in which the code is executed. In Rust, like in many other programming languages, we have conditional statements and loops to manage the control flow. Let's dive into the first c
compare_exchange 基本使用
CAir2的专栏
05-31 635
的过程中，行为被打断，导致返回false。一致即返回true。
atomic_compare_exchange_weak
最新发布
11-04
`std::atomic<T>::compare_exchange_weak` 是 `std::atomic` 类提供的成员函数，用于执行原子的比较和交换（Compare-And-Swap，CAS）操作。它的主要功能是比较原子变量的当前值与期望的值，如果相等则将原子变量更新为新值。 ### 原理 `compare_exchange_weak` 执行原子的比较和交换操作。它会将原子对象的当前值与 `expected` 参数进行比较： - 如果相等，则用 `desired` 参数替换原子对象的当前值，操作成功，函数返回 `true`。 - 如果不相等，`expected` 参数会被原子对象的当前值更新，操作失败，函数返回 `false`。 `compare_exchange_weak` 可能会出现伪失败的情况，即即使原子对象的当前值与 `expected` 参数相等，操作也可能失败并返回 `false`。这通常是由于硬件层面的限制导致的。因此，在使用 `compare_exchange_weak` 时，通常需要在循环中使用，直到操作成功。 ### 使用方法 `compare_exchange_weak` 的函数原型如下： ```cpp bool compare_exchange_weak( T& expected, T desired, std::memory_order success, std::memory_order failure ); bool compare_exchange_weak( T& expected, T desired, std::memory_order order ); ``` - `expected`：期望的原子对象的值。如果原子对象的当前值与 `expected` 相等，则进行交换操作。 - `desired`：如果比较成功，要存储到原子对象中的新值。 - `success`：如果比较和交换操作成功，使用的内存序。 - `failure`：如果比较和交换操作失败，使用的内存序。 - `order`：如果提供了这个参数，则在成功和失败时都使用这个内存序。 以下是一个使用 `compare_exchange_weak` 的示例代码： ```cpp #include <iostream> #include <atomic> #include <thread> std::atomic<int> atomic_value(0); void increment() { int expected = 0; while (!atomic_value.compare_exchange_weak(expected, expected + 1)) { // 如果比较失败，expected 会被更新为原子对象的当前值 } std::cout << "Incremented to: " << atomic_value.load() << std::endl; } int main() { std::thread t1(increment); std::thread t2(increment); t1.join(); t2.join(); return 0; } ``` 在这个示例中，两个线程同时尝试对 `atomic_value` 进行递增操作。每个线程使用 `compare_exchange_weak` 在循环中尝试更新原子变量，直到操作成功。 ### 使用场景 `compare_exchange_weak` 通常用于循环内重试的场景，如实现自旋锁。由于它可能会出现伪失败，因此在需要最高性能（低竞争环境）的场景中，结合循环使用 `compare_exchange_weak` 可以获得更好的性能 [^2]。
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
表情包 代码片
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值