c - 使用编译器内部函数实现自旋锁以同步 OpenMP 线程

Question

请查看以下使用 OpenMP 进行并行化的代码片段:

char lock = 0;
#pragma omp parallel
{
    while(!__sync_bool_compare_and_swap(&lock, 0, 1));
    printf("Thread: %d is working!\n", omp_get_thread_num());
    sleep(1);
    printf("Thread: %d unlocks lock!\n", omp_get_thread_num());
    lock = 0;
}

是否有可能线程同时锁定锁，即使锁定是原子的，使用 __sync_bool_compare_and_swap？ 例如，并非所有线程都具有一致的内存 View ？

Answer 1

如果您坚持不以 OpenMP 方式执行此操作:

你肯定需要一个编译器屏障来防止 lock=0 成为 reordered at compile time .

如果您只针对 x86，那么只需要一个编译器屏障就可以了；否则使用 C11 atomic_thread_fence(memory_order_release)在 lock=0 之前，这只是 x86 上的编译器障碍，但会在弱序架构上发出必要的指令。

或者使 lock 成为原子类型，并使用 C11 stdatomic release-store 将其设置为 0。

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在 lock cmpxchg 上自旋来获取锁是非常低效的。您应该在负载上旋转直到锁定可用，然后尝试承受它。例如你应该写一些可以编译成代码的东西 like this minimal but real asm spinlock implementation.

例如使用带有 memory_order_acquire 的 C11 原子加载。然后使用普通的 xchg，而不是 cmpxchg，并检查您是否获得了锁，或者是否有其他线程在您之前获得了它。