CAS無鎖操做

幾乎全部的CPU指令都支持CAS的原子操做，X86下對應的是 CMPXCHG 彙編指令。有了這個原子操做，咱們就能夠用其來實現各類無鎖（lock free）的數據結構。

int compare_and_swap_return_i(int *reg,int old_value,int new_value)
{
	int reg_vlaue=*reg;
	if (reg_vlaue==old_value)
	{
		*reg=new_value;
	}
	return *reg;
}

bool compare_and_swap_return_b(int *reg,int old_value,int new_value)
{
	int reg_vlaue=*reg;
	if (reg_vlaue==old_value)
	{
		*reg=new_value;
		return true;
	}
	return false;
}

用cas實現鎖：

#define lock(lkp) do{  \
    while(!compare_and_swap_return_b(lkp, 0, 1)){    \
        sched_yield();  \
    }   \
}while(0);

其中:sched_yield()是讓出CPU。

#define unlock(lkp) do{    \
    *(lkp) = 0;  \
}while(0);

#define try_lock(lkp) ({   \
    (compare_and_swap_return_b(lkp, 0, 1) ? 0 : -1);   \
});

除了CAS,還有 Fetch_And_Add：

int fetch_and_add(int* variable, int value)//通常用來對變量作 +1 的原子操
  {
      __asm__ volatile("lock; xaddl %0, %1"
        : "+r" (value), "+m" (*variable) // input+output
        : // No input-only
        : "memory"
      );
      return value;
  }

TestAndSet：

int TestAndSet(int* lockPtr)
 {
    int oldValue;
    oldValue = *lockPtr;
    *lockPtr = LOCKED;
    return oldValue;
}

Test and test-and-set：

boolean locked := false // shared lock variable
procedure EnterCritical()
 {
  do {
    while (locked == true) skip // spin until lock seems free
  } while TestAndSet(locked) // actual atomic locking
}

Exit protocol is:

procedure ExitCritical()
 {
  locked := false
}