Delphi原子操作函数介绍

一、Delphi的原子操作函数

在System.SyncObjs单元中，有一个TInterlocked的密封类，其十多个类函数（class function）其实都是调用的System单元的原子操作函数，只是封装得更容易理解。

使用方法：如对一个数值加一，则直接b:= TInterlocked.Increment(a);或TInterlocked.Increment(a);，不用创建TInterlocked类（类函数相当于就是单独的函数，可以直接调用，不用实例化对象）

1、对一个数值变量加一和减一操作

//实际是调用System单元的AtomicIncrement函数

//对Target加一，并返回加一后的结果

class function Increment(var Target: Integer): Integer; overload; static; inline;

class function Increment(var Target: Int64): Int64; overload; static; inline;

//对Target减一，并返回减一后的结果

class function Decrement(var Target: Integer): Integer; overload; static; inline;

class function Decrement(var Target: Int64): Int64; overload; static; inline;

实例一：

var

a,b:integer;

begin

a:=1;

b:= TInterlocked.Increment(a);

//则b=2（等于a加一后的结果），同时a=2（a=1+1），而这时的a加一是原子操作，不会受多线程影响，能够保证数据一致性。

end;

2、对一个数值、指针、对象地址、泛型类的地址进行替换操作

//将Target替换为Value，并返回原来的Target值

//实际是调用System单元的AtomicExchange函数

class function Exchange(var Target: Pointer; Value: Pointer): Pointer; overload; static; inline;
class function Exchange(var Target: Integer; Value: Integer): Integer; overload; static; inline;
class function Exchange(var Target: Int64; Value: Int64): Int64; overload; static; inline;
class function Exchange(var Target: TObject; Value: TObject): TObject; overload; static; inline;
class function Exchange(var Target: Double; Value: Double): Double; overload; static; inline;
class function Exchange(var Target: Single; Value: Single): Single; overload; static; inline;

class function Exchange<T: class>(var Target: T; Value: T): T; overload; static; inline;

实例二：

var

a,b,c:integer;

begin

a:=1;

b:=2;

c:= TInterlocked.Exchange(a,b);

//则c=1（等于a之前的值），同时a=2（a被替换成b的值），而这时的a是原子操作，不会受多线程影响，能够保证数据一致性。

end;

3、比较两个值，相同时，用一个值替换掉目标值

//比较Target与Comparand两个值，当两个值相等，则将Target的值替换为Value的值，这个过程非常重要，是实现原子锁的核心

//实际是调用System单元的AtomicCmpExchange函数

class function CompareExchange(var Target: Pointer; Value: Pointer; Comparand: Pointer): Pointer; overload; static; inline;
class function CompareExchange(var Target: Integer; Value: Integer; Comparand: Integer): Integer; overload; static; inline;
class function CompareExchange(var Target: Integer; Value: Integer; Comparand: Integer; out Succeeded: Boolean): Integer; overload; static;
class function CompareExchange(var Target: Int64; Value: Int64; Comparand: Int64): Int64; overload; static; inline;
class function CompareExchange(var Target: TObject; Value: TObject; Comparand: TObject): TObject; overload; static; inline;
class function CompareExchange(var Target: Double; Value: Double; Comparand: Double): Double; overload; static; inline;
class function CompareExchange(var Target: Single; Value: Single; Comparand: Single): Single; overload; static; inline;

class function CompareExchange<T: class>(var Target: T; Value: T; Comparand: T): T; overload; static; inline;

这里要分成比较值相等和不相等两种情况

实例三：

var

a,b,c,d,e:integer;

begin

a:=1;

b:=2;

c:=3;

e:=1;

//比较a与c的值是否相等，相等则用b的值替换掉a的值，不相等则不替换

//由于a等于e（都等于1），则a的值被替换成b的值，即a=2，同时d等于a原来的值，即d=1

d:=TInterlocked.CompareExchange(a,b,e);

//由于a不等于c的值，所以a不会被替换，则d=1（等于a的值）

d:= TInterlocked.CompareExchange(a,b,c);

//注意了，不管a是否等于c和e的值，返回的一定是a原来的值，这个特性非常容易让我们判断a值到底是多少。

end;

4、用原子操作性读取一个数值

//如果在32位多线程中直接读取一个64位变量，寄存器是分为高字节和低字节两个部分，会读到脏数据，用原子操作读取则不会

class function Read(var Target: Int64): Int64; static; inline;

实际是调用System单元的AtomicExchange函数，如：b:=AtomicExchange(a,0,0);，始终会取到a原来的值，所以并不限于int64类型。