对原子变量进行非原子操作，以及对非原子变量进行原子操作。

Question

给定以下代码：

static int x;

static void f() {
  for (int i = 0; i < 100; ++i)
    atomic_fetch_add(&x, 3);
}

此外，假设f被两个线程同时调用。C/C++内存模型是否保证在所有硬件平台上的结果始终是600？

如果我将它更改为以下内容呢？在所有硬件平台上，结果是否仍然保证为600？

static atomic_int a_x;

static void f() {
  for (int i = 0; i < 100; ++i)
    a_x += 3;
}

那么结果就不能保证，并且我不应该混合使用原子操作和非原子类型，反之亦然吗？

附注：这里我使用了int类型，但我的问题适用于任何类型T 和 _Atomic T。

- cmutex

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你在 atomic_fetch_add() 参考文献 中具体不清楚什么？ - πάντα ῥεῖ

如果你在C和C++之间做出选择，那么回答这个问题会更容易。 - klutt

简而言之：原子和非原子类型的指针不兼容，因此将“&x”传递给“atomic_fetch_add”是无效的。 - trent

第二段代码保证会使 a_x == 100。内置的自增、自减和复合赋值运算符是读取-修改-写入原子操作，具有完全顺序一致性排序。也就是说，a_x += 3 是一个原子操作。 - trent

是的...是的，我做到了。 - trent

Answer 1

如果您想在非原子变量上使用原子操作，可以使用std::atomic_ref（C++20）。您可以在此处查看一个示例。

您的第二个示例应该没问题，因为a_x是具有memory_order_seq_cst内存模型的原子变量，并且+=已被定义为它的原子操作。

- Ari

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C语言中+=操作符也是如此：https://en.cppreference.com/w/c/language/operator_assignment。谢谢！ - cmutex

@user3124390：它在C17标准中的6.5.16.2（3）处。顺便说一句，有一个（非规范性的）注释7.17.7.5（5）与此相矛盾，并表示它们不能保证原子性，但这似乎是一个错误，并在缺陷报告486中提到。 - Nate Eldredge