多线程使用CAS替换互斥锁

不加锁，线程不安全 #include <chrono> #include <iostream> #include <thread> using namespace std; using namespace chrono; int g_sum = 0; void add(int num) { for (int i = 0; i < 10000000; i++) { g_sum += num; } return; } int main(int argc, char const *argv[]) { auto start = system_clock::now(); std::thread t1(add, 1); std::thread t2(add, 1); t1.join(); t2.join(); std::cout << "sum:" << g_sum << std::endl; auto end = system_clock::now(); auto duration = duration_cast<microseconds>(end - start); cout << "花费了" << double(duration.count()) * microseconds::period::num / microseconds::period::den << "秒" << endl; return 0; }

输出，可以看出这块是线程不安全的，每次输出的数据都不一样

[root@localhost test-codes]# ./simple sum:10292677 花费了0.374036秒 [root@localhost test-codes]# ./simple sum:11729970 花费了0.417374秒 [root@localhost test-codes]# ./simple sum:14425458 花费了0.417321秒 加锁来保证线程安全，耗时11s std::mutex g_mutex; void add(int num) { for (int i = 0; i < 10000000; i++) { std::lock_guard<std::mutex> guard(g_mutex); g_sum += num; } return; } [root@localhost test-codes]# ./simple sum:50000000 花费了11.5244秒 [root@localhost test-codes]# ./simple sum:50000000 花费了11.683秒 [root@localhost test-codes]# ./simple sum:50000000 花费了11.3936秒 使用cas, 在保证正确的情况下，耗时较互斥锁时间短，8s左右 void add(int num) { int old_g_sum = g_sum; for (int i = 0; i < 10000000; i++) { while ( !__sync_bool_compare_and_swap(&g_sum, old_g_sum, old_g_sum + 1)) { old_g_sum = g_sum; } } return; } [root@localhost test-codes]# ./simple sum:50000000 花费了7.90655秒 [root@localhost test-codes]# ./simple sum:50000000 花费了8.69977秒 [root@localhost test-codes]# ./simple sum:50000000 花费了8.88852秒

编译方式 g++ -std=c++11 -lpthread -march=nocona -mtune=generic simple.cpp -o simple 如果不加这俩参数，实际1和2差别不大。这俩参数扩展了编译性能。

如代码上面所示，其实CAS就是 compare and swap， 保留旧值，在写入新值之前，如果新值旧值相同(可以理解成上下文相同)则进行更新操作。

CAS是compare and swap, 简单来说就是，在写入新值之前， 读出旧值， 当且仅当旧值与存储中的当前值一致时，才把新值写入存储。是一种流行的无所算法，他只需要一步CPU指令，所以速度快。