如何在 C 语言中执行原子增量和获取？

问题描述：

我正在寻找一种方法来自动增加一个短整型数，然后返回该值。我需要在内核模式和用户模式下执行此操作，因此它是在 Linux 下、在 Intel 32 位架构上使用 C 语言编写的。不幸的是，由于速度要求，互斥锁不是一个好的选择。

还有其他方法可以做到这一点吗？目前，似乎唯一可用的选项是内联一些程序集。如果是这样，有人可以给我指出适当的说明吗？

解决方案 1：

GCC__atomic_*内置功能

从 GCC 4.8 开始，__sync内置函数已被弃用，取而代之的是__atomic内置函数： https: //gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.2/gcc/_005f_005fatomic-Builtins.html

它们实现 C++ 内存模型，并std::atomic在内部使用它们。

以下 POSIX 线程示例++在 x86-64 上始终失败，但在 上始终有效_atomic_fetch_add。

主程序

#include <assert.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>

enum CONSTANTS {
    NUM_THREADS = 1000,
    NUM_ITERS = 1000
};

int global = 0;

void* main_thread(void *arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < NUM_ITERS; ++i) {
        __atomic_fetch_add(&global, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
        /* This fails consistently. */
        /*global++*/;
    }
    return NULL;
}

int main(void) {
    int i;
    pthread_t threads[NUM_THREADS];
    for (i = 0; i < NUM_THREADS; ++i)
        pthread_create(&threads[i], NULL, main_thread, NULL);
    for (i = 0; i < NUM_THREADS; ++i)
        pthread_join(threads[i], NULL); 
    assert(global == NUM_THREADS * NUM_ITERS);
    return EXIT_SUCCESS;
}

编译并运行：

gcc -std=c99 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out ./main.c -pthread
./main.out

反汇编分析：如何用纯 C 语言启动线程？

在 Ubuntu 18.10、GCC 8.2.0、glibc 2.28 中测试。

C11_Atomic

在 5.1 中，上述代码适用于：

_Atomic int global = 0;
global++;

并且 C11threads.h已添加到 glibc 2.28 中，它允许您在纯 ANSI C 中创建线程，而无需 POSIX，最小可运行示例：如何用纯 C 启动线程？

解决方案 2：

GCC支持原子操作：

gcc 原子