多線程條件下的計數(shù)器是服務器開發(fā)的常用操作，比如異步請求sessionid的活動，通常我們會用：

1、加鎖取sessionid

2、分段取sessionid (在初始化階段完成多線程分段取sessionid，這種使我們現(xiàn)在使用的方式，但是計數(shù)器是不能分段的)

當然我們知道，count++這種操作不是原子的。一個自加操作，本質(zhì)是分成三步的：
1、 從緩存取到寄存器
2、 在寄存器加1
3、 存入緩存。
由于時序的因素，多個線程操作同一個全局變量，會出現(xiàn)問題。這也是并發(fā)編程的難點。在目前多核條件下，這種困境會越來越彰顯出來。
最簡單的處理辦法就是加鎖保護，這也是我最初的解決方案。看下面的代碼：
pthread_mutex_t count_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

pthread_mutex_lock(&count_lock);
global_int++;
pthread_mutex_unlock(&count_lock);

后來在網(wǎng)上查找資料，找到了__sync_fetch_and_add系列的命令，發(fā)現(xiàn)這個系列命令講的最好的一篇文章，英文好的同學可以直接去看原文。Multithreaded simple data type access and atomic variables

__sync_fetch_and_add系列一共有十二個函數(shù)，有加 /減 /與 /或 /異或 /等函數(shù)的原子性操作函數(shù)，__sync_fetch_and_add,顧名思義，先fetch，然后自加，返回的是自加以前的值。以count = 4為例，調(diào)用__sync_fetch_and_add(&count,1)，之后，返回值是4，然后，count變成了5。
有__sync_fetch_and_add，自然也就有__sync_add_and_fetch，這個的意思就很清楚了，先自加，在返回。他們哥倆的關系與i++和++i的關系是一樣的。

有了這個寶貝函數(shù)，我們就有新的解決辦法了。對于多線程對全局變量進行自加，我們就再也不用理線程鎖了。下面這行代碼，和上面被pthread_mutex保護的那行代碼作用是一樣的，而且也是線程安全的。

__sync_fetch_and_add( &global_int, 1 );

下面是這群函數(shù)的全家福，大家看名字就知道是這些函數(shù)是干啥的了。
type __sync_fetch_and_add (type *ptr, type value);???????????? //加 ?先取值，再做++
type __sync_fetch_and_sub (type *ptr, type value);???????????? //減
type __sync_fetch_and_or (type *ptr, type value);??????????????? //或
type __sync_fetch_and_and (type *ptr, type value);?????????????//與
type __sync_fetch_and_xor (type *ptr, type value);
type __sync_fetch_and_nand (type *ptr, type value);
type __sync_add_and_fetch (type *ptr, type value);
type __sync_sub_and_fetch (type *ptr, type value);
type __sync_or_and_fetch (type *ptr, type value);
type __sync_and_and_fetch (type *ptr, type value);
type __sync_xor_and_fetch (type *ptr, type value);
type __sync_nand_and_fetch (type *ptr, type value);

需要提及的是，這個type不能夠瞎搞（type只能是int， long ，long long（及對應unsigned類型）。

?

下面看下__sync_fetch_and_add反匯編出來的指令，
804889d: f0 83 05 50 a0 04 08 lock addl $0x1,0x804a050
我們看到了，addl前面有個lock，這行匯編指令碼前面是f0開頭，f0叫做指令前綴，Richard Blum
老爺子將指令前綴分成了四類，有興趣的同學可以看下。其實我也沒看懂，intel的指令集太厚了，沒空看。總之老爺子解釋了，lock前綴的意思是對內(nèi)存區(qū)域的排他性訪問。
? Lock and repeat prefixes
? Segment override and branch hint prefixes
? Operand size override prefix
? Address size override prefix

前文提到，lock是鎖FSB，前端串行總線，front serial bus,這個FSB是處理器和RAM之間的總線，鎖住了它，就能阻止其他處理器或者core從RAM獲取數(shù)據(jù)。當然這種操作是比較費的，只能操作小的內(nèi)存可以這樣做，想想我們有memcpy ，如果操作一大片內(nèi)存，鎖內(nèi)存，那么代價就太昂貴了。所以前文提到的_sync_fetch_add_add家族，type只能是int long ，long long（及對應unsigned類型）。

?

性能上__sync_fetch_and_add，完爆線程鎖。
從測試結(jié)果上看， __sync_fetch_and_add，速度是線程鎖的6～7倍。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的无锁编程[0]__多线程条件下的计数器__原子的加/减/与/或/异或操作__sync_fetch_and_add,__sync_add_and_fetch等的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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