linux原子操作,什么是原子操作？

在Linux体系中，原子操作是指由操作体系保证不会被打断的操作。这些操作在多线程环境中尤为重要，因为它们能够保证数据的一致性和完整性。在Linux中，原子操作一般用于同步机制，如信号量、互斥锁和条件变量等。

1. 原子读/写：这些操作保证在读取或写入同享数据时，不会遭到其他线程的搅扰。例如，运用`__atomic_load_n`和`__atomic_store_n`函数能够原子地读取和写入整数值。

2. 原子比较和交流：这些操作用于在多线程环境中比较和交流同享数据的值。例如，运用`__atomic_compare_exchange_n`函数能够原子地比较和交流两个整数的值。

3. 原子位操作：这些操作用于原子地设置、铲除或切换同享数据的位。例如，运用`__atomic_fetch_or`、`__atomic_fetch_and`和`__atomic_fetch_xor`函数能够原子地履行位或、位与和位异或操作。

4. 原子自增/自减：这些操作用于原子地添加或削减同享数据的值。例如，运用`__atomic_add_fetch`和`__atomic_sub_fetch`函数能够原子地添加或削减整数值。

5. 原子加载和存储：这些操作用于原子地加载和存储同享数据的值。例如，运用`__atomic_load`和`__atomic_store`函数能够原子地加载和存储恣意类型的值。

6. 原子符号：这些操作用于原子地符号同享数据的特定状况。例如，运用`__atomic_test_and_set`和`__atomic_clear`函数能够原子地设置和铲除符号位。

7. 原子位字段操作：这些操作用于原子地操作同享数据的位字段。例如，运用`__atomic_fetch_add`和`__atomic_fetch_sub`函数能够原子地添加或削减位字段的值。

8. 原子内存次序模型：这些操作用于指定原子操作的内存次序模型，以保证数据的一致性。例如，运用`__ATOMIC_SEQ_CST`、`__ATOMIC_ACQUIRE`、`__ATOMIC_RELEASE`等宏能够指定不同的内存次序模型。

9. 原子CAS（比较并交流）操作：这些操作用于原子地比较和交流同享数据的值。例如，运用`__atomic_compare_exchange_n`函数能够原子地比较和交流两个整数的值。

10. 原子信号量操作：这些操作用于原子地操作信号量，以保证线程之间的同步。例如，运用`__atomic_fetch_add`和`__atomic_fetch_sub`函数能够原子地添加或削减信号量的值。

11. 原子条件变量操作：这些操作用于原子地操作条件变量，以保证线程之间的同步。例如，运用`__atomic_store`和`__atomic_load`函数能够原子地设置和读取条件变量的值。

12. 原子自旋锁操作：这些操作用于原子地操作自旋锁，以保证线程之间的同步。例如，运用`__atomic_test_and_set`和`__atomic_clear`函数能够原子地设置和铲除自旋锁的符号位。

13. 原子原子操作函数：这些函数供给了更高档的原子操作功用，如原子地读取和写入结构体成员、原子地履行杂乱的操作等。例如，运用`__atomic_fetch_add`和`__atomic_fetch_sub`函数能够原子地添加或削减结构体成员的值。

14. 原子原子操作宏：这些宏供给了更便利的原子操作接口，如原子地履行简略的操作、原子地比较和交流等。例如，运用`ATOMIC_ADD`和`ATOMIC_SUB`宏能够原子地添加或削减整数的值。

15. 原子原子操作内联函数：这些内联函数供给了更高效的原子操作完成，能够在编译时打开为原子操作指令。例如，运用`__atomic_fetch_add`和`__atomic_fetch_sub`内联函数能够原子地添加或削减整数的值。

16. 原子原子操作库函数：这些库函数供给了更通用的原子操作功用，能够在运行时动态调用。例如，运用`atomic_add`和`atomic_sub`库函数能够原子地添加或削减整数的值。

17. 原子原子操作汇编指令：这些汇编指令供给了最底层的原子操作完成，能够直接在汇编代码中运用。例如，运用`lock xadd`和`lock xchg`汇编指令能够原子地履行加法和交流操作。

18. 原子原子操作硬件支撑：现代CPU一般供给原子操作指令，如`xadd`、`xchg`、`cmpxchg`等，能够直接在汇编代码中运用，以完成高效的原子操作。

19. 原子原子操作软件模仿：在没有硬件支撑的渠道上，能够运用软件模仿来完成原子操作。例如，运用`__atomic_fetch_add`和`__atomic_fetch_sub`函数能够模仿原子地添加或削减整数的操作。

20. 原子原子操作功能优化：在多线程环境中，原子操作或许会影响功能，因而需求根据具体情况进行功能优化。例如，运用`__atomic_load`和`__atomic_store`函数能够防止不必要的原子操作，以进步功能。

请注意，以上列出的原子操作并不是Linux体系独有的，而是多线程编程中常见的技能。在Linux中，这些原子操作一般经过C言语的规范库函数或内联函数来完成，以供给跨渠道的兼容性。一起，Linux内核也供给了自己的原子操作完成，以满意内核编程的需求。

Linux原子操作：高效并发编程的核心技能

什么是原子操作？

原子操作（Atomic Operation）是一种在编程中用于保证操作不可分割、不会被中止的特性。在多线程或多处理器环境中，原子操作关于坚持数据的一致性和防止竞态条件至关重要。在Linux体系中，原子操作是并发编程的核心技能之一。

原子操作的重要性

在多核处理器和并发编程中，因为每个处理器都有自己的缓存，内存拜访的次序或许会被CPU优化，导致不同线程看到的数据不一致。原子操作经过内存屏障（Memory Barrier）等技能，保证了操作的次序性和可见性，然后防止了竞态条件的产生。

Linux原子操作的类型

整型原子操作：包含设置值、读取值、添加、削减、自增和自减等操作。

位原子操作：针对位等级的操作，如设置位、铲除位、测验位等。

内存屏障：用于操控内存拜访的次序，保证某些操作按预期次序履行。

Linux原子操作的运用

原子操作在Linux体系中广泛运用于以下几个方面：

资源计数：如引证计数、锁计数等，用于办理资源的生命周期。

同步机制：如互斥锁、信号量、自旋锁等，用于维护同享资源，防止竞态条件。

并发编程：在多线程或多处理器环境中，原子操作是保证程序正确性的要害。

Linux原子操作的运用方法

atomicset：设置原子变量的值。

atomicread：读取原子变量的值。

atomicadd：原子变量添加指定值。

atomicsub：原子变量削减指定值。

atomicinc：原子变量自增。

atomicdec：原子变量自减。

原子操作与内存屏障的联系

全屏障（Full Barrier）：制止CPU对内存操作的任何重排序。

加载屏障（Load Barrier）：制止CPU对加载操作的任何重排序。

存储屏障（Store Barrier）：制止CPU对存储操作的任何重排序。

原子操作是Linux体系中高效并发编程的核心技能之一。经过运用原子操作和内存屏障，咱们能够保证程序在多线程或多处理器环境中的正确性和一致性。把握原子操作的运用方法，关于开发高功能、高可靠性的Linux运用程序具有重要意义。

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