非原子类型如何实现std :: atomic_ref？

Question

我想知道如何才能std::atomic_ref有效地实现std::mutex非原子对象（每个对象一个），因为以下属性似乎很难实施：

相对于通过引用同一对象的任何其他atomic_ref施加的原子操作，通过atomic_ref施加到对象的原子操作是原子的。

特别是以下代码：

void set(std::vector<Big> &objs, size_t i, const Big &val) {
    std::atomic_ref RefI{objs[i]};
    RefI.store(val);
}

似乎很难实现，因为std::atomic_ref每次都需要以某种方式进行选择std::mutex（除非这是由相同类型的所有对象共享的大主锁）。

我想念什么吗？还是每个对象都有责任实施std::atomic_ref，因此要么是原子的要么携带一个std::mutex？

Answer 1

实现可以使用基于对象地址的哈希值来确定在执行操作时要获取的一组锁中的哪一个。

Answer 2

实现与自身几乎完全相同std::atomic<T>。这不是一个新问题。

请参阅std :: atomic的锁在哪里？ 一个典型的执行std::atomic/ std::atomic_ref锁的静态哈希表，通过地址索引，非无锁的对象。哈希冲突只会导致额外的竞争，而不会带来正确性问题。（死锁仍然是不可能的；锁仅由原子函数使用，从不尝试一次占用2个。）

例如，在GCC上，这 std::atomic_ref是调用__atomic_store对象的另一种方法。（请参阅GCC手册：atomic Builtins）

编译器知道是否T足够小以致可以无锁。如果不是，它将调用使用该锁的libatomic库函数。

（有趣的事实：这意味着它仅在对象具有足够的对齐方式时才起作用atomic<T>。但是在包括x86在内的许多32位平台上，uint64_t可能只有4字节对齐方式。 atomic_ref在这样的对象上可以编译并运行，但如果编译器使用32位SSE 8字节加载/存储来实现它。幸运的是alignof(T) == sizeof(T)，像64位体系结构上的大多数原始类型那样，具有对象的对象没有危险。