硬件同步原语

RealKeyboardMan

于 2021-12-27 10:38:17 发布

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分类专栏：系统设计文章标签： java

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本文介绍了两种硬件同步原语——CAS（Compare and Swap）和FAA（Fetch And Add），它们在多线程编程中确保操作的原子性。CAS通过比较并交换变量值，FAA则实现对变量的原子增加。这两种原语由CPU直接支持，能够在并发环境下保证操作的不可分割性，是构建高效并发算法的基础。

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硬件同步原语

CAS先比较，再交换。
比较一下变量p当前的值是不是等于old，如果等于，就把变量p赋值为new，并返回true，否则就不改变变量p，并返回false。

<< atomic >>
function cas(p : pointer to int, old : int, new : int) returns bool {
    if *p ≠ old {
        return false
    }
    *p ← new
    return true
}

FAA先获取变量p的当前值value，然后给变量p增加inc，最后返回变量p之前的值value。


<< atomic >>
function faa(p : pointer to int, inc : int) returns int {
    int value <- *location
    *p <- value + inc
    return value
}

上面的这两段伪代码，如果我们用编程语言来实现，肯定是无法保证原子性的。而原语的特殊之处就是，它们都是由计算机硬件，具体说就是 CPU 提供的实现，可以保证操作的原子性。