对于add/sub/inc/dec，只需使用一个原子变量就足够了吗？

Question

众所周知，当我们只使用一个原子变量来存储或加载( rel) (：https://www.cl.cam.ac.uk/~pes20/cpp/cpp0xmappings.html )时，就可以使用发布获取排序的。

但是，对于其他基本的无等待函数(例如:加法、减法、增量和递减)，这是正确的吗？

也就是说，对于弱的(arm-cpu，.)，next()函数在下面的C++代码中是否是安全的和强大(x86-cpu，.)内存模型，还是需要另一个障碍排序(较低/更高)？

#include <iostream>
#include <atomic>
using namespace std;

class progression_lf {
 public:
 progression_lf() : n(0) {}

 int next() {
    // memory_order_acq_rel - enough, and increases performance for the weak memory models: arm, ...
    int const current_n = n.fetch_add(1, std::memory_order_acq_rel);
    int result = 2 + (current_n - 1)*3;
    return result;
 }

 bool is_lock_free() { return ATOMIC_INT_LOCK_FREE; }

 private:
 std::atomic<int> n;
};

int main() {

    // reference (single thread)
    for(int n = 0; n < 10; ++n) {
        std::cout << (2+(n-1)*3) << ", ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // wait-free (multi-thread safety)
    progression_lf p;
    for(int n = 0; n < 10; ++n) {
        std::cout << (p.next()) << ", ";
    }
    std::cout << std::endl; 

    std::cout << "lock-free & wait-free: " << 
        std::boolalpha << p.is_lock_free() << 
        std::endl;

    return 0;
}

Answer 1

如果您的线程只需要一个唯一的数字，恐怕这里不需要任何比轻松更强的C++内存排序。原子性就足够了，std::memory_order_relaxed保证：

放松操作:不存在同步或排序约束，此操作只需要原子性。

尽管实际上，具有原子读-修改-写操作的代码仍然会在x86上生成硬件指令，这意味着完全的内存屏障。

您可以看到不同的编译器为不同的平台生成了什么这里。