为什么 Spinlock 的第二次旋转可以提升性能？

Question

这是一个用 实现的基本自旋锁std::atomic_flag。该书
的作者声称第二次可以提高性能。lock()

class Spinlock
{
    std::atomic_flag flag{};
public:
    void lock() {
        while (flag.test_and_set(std::memory_order_acquire)) {
            while (flag.test(std::memory_order_acquire)); //Spin here
        }
    }
    void unlock() {
        flag.clear(std::memory_order_release);
    }
};

test()我们在额外的内部循环中 使用的原因是性能：test()不会使缓存行无效，而test_and_set()会使。

有人可以详细解释一下这个报价吗？测试还是读操作，需要从内存中读取对吗？

Answer 1

读取内存地址不会清除缓存行。

写作确实如此。

所以在现代计算机中，有RAM，并且在CPU“周围”有多层缓存（它们被称为L1、L2和L3缓存，但重要的是它们是层，而CPU位于中间） ）。在多核系统中，外层通常是共享的；最内层通常不是，并且特定于给定的CPU。

清除缓存行意味着通知持有该内存的所有其他缓存“您拥有的数据可能已过时，将其扔掉”。

测试和设置写入 true 并自动返回旧值。它会清除缓存行，因为它会写入。

测试不写。如果您有另一个线程与此线程不同步，则不必戳它读取该内存的缓存。

外层循环写入 true，如果替换为 false，则退出。内循环等待，直到出现错误可见，然后进入外循环。内部循环不需要清除所有其他 cpu 的原子标志值的缓存状态，但外部循环必须清除（因为它可以将 false 更改为 true）。由于旋转可能会持续一段时间，因此避免连续清除缓存似乎是个好主意。