为什么 std::fetch_add 返回旧值？

Question

是什么设计目的或者技术限制导致返回值std::fetch_add变成了之前的值？

Answer 1

无论哪种方式都没什么大不了的，您可以根据其中一种来模仿另一种。例如，如果您愿意，val.add_fetch(1)可以使用它来实现。1 + val.fetch_add(1)然而，GNU C__atomic内置函数同时提供了.

fetch_addISO C/C++ 仅提供而不是提供的可能原因add_fetch：在某些情况下，它使得在 x86 上实现更便宜；lock xadd [mem], regleaves reg = mem 的旧值，mem = sum。提供该原语而不是其他原语会鼓励人们围绕该构建块设计算法，也许可以避免需要额外的add指令。

大多数具有 LL/SC 原子的 RISC ISA 都具有 3 操作数指令，因此add dst, src1, src2如果代码稍后需要，它们可以将内存中的值不受干扰地保留在另一个寄存器中。（LL/SCfetch_add(x)通常会实现为load-linked reg1, [mem]/ add reg2, reg1, x/ store-conditional reg3, reg2, [mem]。根据 reg3 中的成功/失败结果进行重试循环。如果fetch_add未使用返回值，则add可以覆盖reg1而不是使用新的 reg。

因此，在大多数 RISC 上，无论哪种方式都很好，而且 x86 是最关心效率的 ISA 之一。

对于某些用例，fetch_add这也是您想要的。例如，对于在基于数组的循环缓冲区无锁队列中抓取存储桶的线程，从std::atomic<unsigned> write_idx;零初始化开始，您希望.fetch_add从0.

  static std::atomic<unsigned> write_idx = 0;  // shared var

  // in each thread:
  unsigned my_buf = write_idx.fetch_add(1) & ((1<<size) - 1);

您将获得0以而不是开头的值1。对于许多用例来说，这似乎是一个合理的模式。