Linux基础 -- 用户态原子操作之3种实现

Linux 用户态的原子操作实例

在Linux用户态编程中，原子操作通常使用内建的原子操作函数或GCC提供的内置函数来实现。这些操作可以保证在多线程环境中数据的同步和一致性。以下是几个常见的原子操作示例：

1. 使用 `<stdatomic.h>` 中的原子操作

C11标准提供了一个专门的头文件 <stdatomic.h> 来进行原子操作。

#include <stdio.h>
#include <stdatomic.h>
#include <pthread.h>atomic_int counter = 0;void* increment(void* arg) {for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {atomic_fetch_add(&counter, 1);}return NULL;
}int main() {pthread_t threads[10];for (int i = 0; i < 10; ++i) {pthread_create(&threads[i], NULL, increment, NULL);}for (int i = 0; i < 10; ++i) {pthread_join(threads[i], NULL);}printf("Final counter value: %d\n", counter);return 0;
}

2. 使用GCC提供的内置函数

GCC提供了一些内置函数可以进行原子操作，比如 __sync_fetch_and_add 等。

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>volatile int counter = 0;void* increment(void* arg) {for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {__sync_fetch_and_add(&counter, 1);}return NULL;
}int main() {pthread_t threads[10];for (int i = 0; i < 10; ++i) {pthread_create(&threads[i], NULL, increment, NULL);}for (int i = 0; i < 10; ++i) {pthread_join(threads[i], NULL);}printf("Final counter value: %d\n", counter);return 0;
}

3. 使用C++11中的原子操作

如果使用C++11及以上的标准， <atomic> 库提供了一系列的原子操作。

#include <iostream>
#include <atomic>
#include <thread>std::atomic<int> counter(0);void increment() {for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {counter.fetch_add(1);}
}int main() {std::thread threads[10];for (int i = 0; i < 10; ++i) {threads[i] = std::thread(increment);}for (int i = 0; i < 10; ++i) {threads[i].join();}std::cout << "Final counter value: " << counter << std::endl;return 0;
}