（有半年沒有寫部落格了，時間飛逝呀。。。。 :o ）
這裡簡單介紹一下無鎖併發程式設計。
現在cpu的核越來越多，多執行緒、併發程式設計已經成為趨勢。一涉及併發，同步是繞不開的話題。一般的方法是使用mutex、旋轉鎖、條件變數等系統提供的方法來進行同步。（乙個問題，mutex和自旋鎖的區別？）如果併發不太大，qps是數百時，這些方法還沒有問題，但是當qps增加到數千時，這些同步方法的開銷就太大了，會對系統產生不小的開銷，影響程式的效能。怎麼辦？
一種方法是先建立一堆執行緒池，然後將query計算後（比如取模），傳給相應的執行緒處理，這樣即使使用傳統的同步方法，還是可以降低同步的開銷。然而對於全域性唯一的資源，還是不能降低同步的開銷。這樣，就引出了無鎖併發的概念。
無鎖併發（lock-free），就是不使用鎖來進行同步，那就要知道cas（compare&set或者compare&swap）的概念。其實cas很簡單，就是取出資源或者版本號後，再進行操作前，再進行比較，看期間資源或版本號有沒有改變，如果沒有，則表明沒有其他程式修改過，可以直接修改。如果當前的資料和之前的資料不一樣，則表明期間資源被修改過，則之前的資源位址後者版本號已經失效，需要重新獲取，之後再次比較和操作。
要進行cas，要了解[color=darkred]gcc內建[/color]提供的一系列原子操作的函式：
type __sync_fetch_and_add (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_sub (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_or (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_and (type *ptr, type value, ...)
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, ...)
這兩組函式的區別在於第一組返回更新前的值，第二組返回更新後的值。
type可以是1,2,4或8位元組長度的int型別，即：
int8_t / uint8_t
int16_t / uint16_t
int32_t / uint32_t
int64_t / uint64_t
後面的可擴充套件引數(...)用來指出哪些變數需要memory barrier,因為目前gcc實現的是full barrier（類似於linux kernel 中的mb(),表示這個操作之前的所有記憶體操作不會被重排序到這個操作之後）,所以可以略掉這個引數。
bool __sync_bool_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval, ...)
type __sync_val_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval, ...)
這兩個函式提供原子的比較和交換，如果*ptr == oldval,就將newval寫入*ptr,
第乙個函式在相等並寫入的情況下返回true.
第二個函式在返回操作之前的值。
__sync_synchronize (...)
發出乙個full barrier.
這樣，就可以利用這些內建的函式，開發乙個無鎖的stack：
template
class stack
} node;
node *top;
public:
stack( ) : top(0)
void push(const t& data);
t pop( ) throw (…);
};void stack::push(const t& data) }}
t stack::pop( ) }}
嗯，基本就是這麼簡單，當然還有一些複雜的場景需要探索，要在使用中摸索。
其實想一想，cas最終還是用到了「鎖」，不過這個鎖是程式語言控制的最小的同步鎖，所以顆粒是最小的，對系統的開銷也是最小的。
後記：無鎖程式設計中乙個很大的問題是aba問題（變數中間被修改後又復原了），可能造成程式的隱患，所以無鎖程式設計侷限性還是很大的。
參考：[url]
[url]
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