muduo网络库源码学习————原子性操作Atomic.h

原子性操作可以做到比互斥锁更小的开销，在多线程编程中原子性操作是非常有用的。Atomic.h文件位于muduo/base下，代码如下：

// Use of this source code is governed by a BSD-style license
// that can be found in the License file.
//
// Author: Shuo Chen (chenshuo at chenshuo dot com)
//原子性操作:比锁的开销更小
#ifndef MUDUO_BASE_ATOMIC_H
#define MUDUO_BASE_ATOMIC_H

#include <boost/noncopyable.hpp>
#include <stdint.h>

namespace muduo
{
namespace detail
{//模板
template<typename T>
class AtomicIntegerT : boost::noncopyable//不可拷贝
{
 public:
  AtomicIntegerT(): value_(0)
  {
  }
  // uncomment if you need copying and assignment
  //
  // AtomicIntegerT(const AtomicIntegerT& that)
  //   : value_(that.get())
  // {}
  //
  // AtomicIntegerT& operator=(const AtomicIntegerT& that)
  // {
  //   getAndSet(that.get());
  //   return *this;
  // }

  T get()
  {//原子性比较还有设置操作
    return __sync_val_compare_and_swap(&value_, 0, 0);//判断value的值是否为零，如果为0则赋值0
    //返回的是未赋值之前的值，其实就是获取value的值
  }

  T getAndAdd(T x)
  {//先获取然后执行加的操作，返回的是未修改的值
    return __sync_fetch_and_add(&value_, x);
  }

  T addAndGet(T x)
  {//先加然后获取
    return getAndAdd(x) + x;//这里是调用getAndAdd函数，返回之后再加上x
  }

  T incrementAndGet()
  {//自加1
    return addAndGet(1);
  }

  T decrementAndGet()
  {//自减1
    return addAndGet(-1);
  }

  void add(T x)
  {
    getAndAdd(x);//加法
  }

  void increment()
  {//先加后获取
    incrementAndGet();
  }

  void decrement()
  {//先减后获取
    decrementAndGet();
  }

  T getAndSet(T newValue)
  {//返回原来的值然后设置成新值
    return __sync_lock_test_and_set(&value_, newValue);
  }

 private:
  volatile T value_;//volatile关键字确保指令不会因编译器的优化而省略(防止编译器对代码进行优化)
  //每次都从内存读取数据而不是使用保存在寄存器中的备份
  //是为了避免其他线程已经将该值修改
};
}
//两个实例化，32位和64位的原子性操作
typedef detail::AtomicIntegerT<int32_t> AtomicInt32;
typedef detail::AtomicIntegerT<int64_t> AtomicInt64;
}

#endif  // MUDUO_BASE_ATOMIC_H

其测试代码为Atomic_unittest.cc主要是进行一些简单的判别操作：

#include <muduo/base/Atomic.h>
#include <assert.h>
//原子性操作的测试函数
int main()
{
  {//64位的原子性操作
  muduo::AtomicInt64 a0;
  //断言测试一个条件并可能使程序终止
  assert(a0.get() == 0);//首先肯定会被置为0
  assert(a0.getAndAdd(1) == 0);//加1，先获取然后加，还是0
  assert(a0.get() == 1);//此时变为1
  assert(a0.addAndGet(2) == 3);//先加然后获取，所以是3
  assert(a0.get() == 3);
  assert(a0.incrementAndGet() == 4);//先加然后获取
  assert(a0.get() == 4);
  a0.increment();
  assert(a0.get() == 5);
  assert(a0.addAndGet(-3) == 2);
  assert(a0.getAndSet(100) == 2);
  assert(a0.get() == 100);
  }

  {//32位的原子性操作
  muduo::AtomicInt32 a1;
  assert(a1.get() == 0);
  assert(a1.getAndAdd(1) == 0);
  assert(a1.get() == 1);
  assert(a1.addAndGet(2) == 3);
  assert(a1.get() == 3);
  assert(a1.incrementAndGet() == 4);
  assert(a1.get() == 4);
  a1.increment();
  assert(a1.get() == 5);
  assert(a1.addAndGet(-3) == 2);
  assert(a1.getAndSet(100) == 2);
  assert(a1.get() == 100);
  }
}

单独编译后运行结果如下，因为断定都是正确的，所以执行不会有任何的结果