atomic 注释12：函 __iso_volatile_load32 ()，_mm_pause ()，_Atomic_lock_acquire ()，_Atomic_lock

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（32）函 __iso_volatile_load32 ()，顾名思义，该函数是要读取某个变量的值：

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++ 还是测试一下：

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（33）函数 _mm_pause () ， CPU 忙等待时，降低功耗再等待：

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++ 以下是一个简单的 C++ 示例，展示了如何在自旋锁中使用 _mm_pause：

#include <atomic>
#include <immintrin.h> // 包含 _mm_pause 函数的头文件

std::atomic<bool> lock_flag(false);

void spin_lock() 
{
    while (lock_flag.test_and_set(std::memory_order_acquire)) 
        _mm_pause(); // 在循环中使用 _mm_pause 来降低功耗
}

void spin_unlock() {   lock_flag.clear(std::memory_order_release); }

int main() {
    // 示例用法
    spin_lock();
    // 执行临界区代码
    spin_unlock();
    return 0;
}

（34）全局函数 _Atomic_lock_acquire ()，本函数似乎实现了一个 STL 库级别的自旋锁，源代码如下：

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++ 再给个其代码版本，看哪个版本阅读时候更舒服一些：

inline void _Atomic_lock_acquire(_Smtx_t* _Spinlock) noexcept // 重载函数,功能肯定是一样的  
{
    _Smtx_lock_exclusive(_Spinlock);                          // using _Smtx_t = void*;
}

// 本函的语义是让本线程执行忙等待，直到形参的值为 0 才返回。
// 函数名顾名思义：原子性的获取锁。形参就是锁，形参值为0 表示锁空闲。
inline void _Atomic_lock_acquire(long& _Spinlock) noexcept // 本函有删减,仅仅适用于 intel CPU
{
#if defined(_M_IX86) || (defined(_M_X64) && !defined(_M_ARM64EC))
    int       _Current_backoff   =  1 ; // 这里是定义了一个偏移量
    const int _Max_backoff       = 64 ; // 随后每次都让 _Current_backoff 的值左移一位，增加 2 倍

    // LONG _InterlockedExchange( LONG volatile* Target, LONG Value ); windows 平台的原子函数
    // 原子性的把形参 2 赋值给形参 1，并返回形参 1 里的旧值。本函数只操作 32 bit 的数据
    while (_InterlockedExchange(&_Spinlock, 1) != 0) // 外层循环只执行一次，自旋锁为 0 则同时结束内外循环
    {   
        // 已知 int a = 3 ; int& b = a; 经测试：对左值引用取地址 &b 返回的是原始变量 a 的地址 
        // uint32_t __iso_volatile_load32(const volatile uint32_t *addr); 从形参地址里原子性的读取一个值
        while (__iso_volatile_load32(&reinterpret_cast<int&>(_Spinlock)) != 0) 
        {
            for (int _Count_down = _Current_backoff; _Count_down != 0; --_Count_down) 
                _mm_pause(); // 此函数是为了让 X86 x64 平台上的 CPU 执行低功耗的、低频率的忙等待 
            
            _Current_backoff = _Current_backoff < _Max_backoff ? _Current_backoff << 1 : _Max_backoff;
        }
    }
#endif
}

++ 测试一下：

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（35） 函数 _Atomic_lock_release () ，本函数与上面的函数是对应的。本函数原子性的释放锁，其实就是拿一个整数值作为标志，来表示临界资源是否空闲：

// 顾名思义：这俩函数是原子性的释放锁，赋值形参锁为 0 值。
inline void _Atomic_lock_release(long& _Spinlock) noexcept    // 本函有删减,仅仅适用于 intel CPU
{
#if defined(_M_IX86) || (defined(_M_X64) && !defined(_M_ARM64EC))
    _InterlockedExchange(&_Spinlock, 0); 
#endif
}

inline void _Atomic_lock_release(_Smtx_t* _Spinlock) noexcept // 函数重载，32 位版本与 64 位版本
{
    _Smtx_unlock_exclusive(_Spinlock);                        // 上面的函数更容易理解
}