获取自旋锁是否需要比较并交换（compare-and-swap）或者交换（swap）就足够了？

Question

假设我们有一个自旋锁实现：

struct Lock {
    locked : Atomic(bool),
}

然后，解锁功能可以是这样的：

fun unlock(lock : &Lock) {
    atomic_store(&lock.locked, false, release);
}

但是 lock 呢？通常，它使用类似于以下的比较和交换：

fun lock(lock : &Lock) {
    while atomic_compare_and_swap(&lock.locked, false, true, acquire) {}
}

但是仅仅进行交换是否就足够了呢？像这样的操作：

```python a, b = b, a ```

是不是就可以了呢？

fun lock(lock : &Lock) {
    while atomic_swap(&lock.locked, true, acquire) {}
}

这个有问题吗？

- bzim

Answer 1

一个比较和交换并不是必要的。如果它是false，则以原子方式将标记设置为true，在逻辑上等同于无条件地将其设置为true。

一个无条件的交换可能会稍微快一些，因为它不需要比较任何东西，尽管实际的原子读-修改-写操作的成本在于获取和锁定缓存行。

下面是一个使用exchange()的C++自旋锁示例。

#include <atomic>

class mutex {
    std::atomic<bool> flag{false};

public:
    void lock()
    {
        while (flag.exchange(true, std::memory_order_acquire));
    }

    void unlock()
    {
        flag.store(false, std::memory_order_release);
    }
};

- LWimsey