19、并发编程与外部函数接口：原理、技巧与工具

并发编程与外部函数接口：原理、技巧与工具

并发编程中的原子操作与性能优化

在并发编程里，线程池完成操作的计数是常见需求。若两个线程同时完成任务，只要都能使计数器增加，谁先更新计数器并无影响。fetch 方法可实现这类可交换操作，它能在一步内完成读和存储操作，还能保证存储操作是在原子变量持有方法返回值时执行的。例如， AtomicUsize::fetch_add(1, Ordering::Relaxed) 总能给 AtomicUsize 的当前值加 1，并返回加 1 时该变量的值。

fetch 方法通常比 compare_exchange 更高效，因为多线程竞争访问变量时，它无需线程失败重试。部分硬件架构还有专门的 fetch 方法实现，随着 CPU 数量增加，扩展性更好。不过，若大量线程对同一原子变量操作，由于协调需求，操作会变慢，扩展性也会变差。一般而言，显著提升并发算法性能的最佳方式是将竞争变量拆分成多个竞争较小的原子变量，而非从 compare_exchange 切换到 fetch 方法。需要注意的是， fetch_update 方法实际上是 compare_exchange_weak 循环，性能更接近 compare_exchange 。

编写正确且高效的并发代码

编写正确且高效的并发代码比顺序代码更难，需考虑执行交错情况以及代码与编译器、CPU 和内存子系统的交互。以下是一些实用技巧：
- 从简单开始