如何在C ++中使用原子防止关键部分访问

问题描述

我有一个程序，其中有4个线程在两个“银行帐户”之间进行随机交易，每进行100次交易，每个帐户的利息为5％。

这是我必须要做的上学练习，在上一课中，我们使用了互斥锁，在锁定一段代码时看起来很简单。现在我们必须做相同的事情，但要使用原子。

我的问题是，当前有多个线程可以进入addIntreset函数，并且可以多次添加兴趣。

这是代码的一部分，我在其中检查是否是第100次交易

void transfer(Account& acc,int amount,string& thread)
{
    ++m_iCounter;

    withdraw(acc,amount);
    if (m_iCounter % 100 == 0)
    {
        addInterest(thread);
    }
}

所有线程都通过该函数并检查％100，有时不止一个线程进入addInterest。使用互斥锁，我可以在此处限制访问权限，但是如何使用原子操作呢？

也许我可以在addInterest内以某种方式解决此问题，但如果可以，如何解决？ addInterest内是以下代码（如果多次添加超过1个感兴趣的线程滑动）：

void addInterest(string& thread)
{
    float old = m_iBalance.load();
    const float interest = 0.05f;
    const float amount = old * interest;

    while (!m_iBalance.compare_exchange_weak(old,old + amount))
    {
        //
    }
    ++m_iInterest;
    cout << thread << " interest : Acc" << name << " " << m_iCounter << endl;
}

解决方法

一个问题是您分别递增和读取计数器，因此addInterest可以被多次调用。要解决此问题，您应该自动编写和阅读。

const int newCounter = ++m_iCounter;

增加兴趣：

如果您添加兴趣并不重要，只要它在增加计数器后发生，那么您的addInterest可能就可以了。

如果必须对第100个事务处理期间的余额增加利息（即使该线程到达addInterest时已更改），则必须以某种方式存储旧余额，然后再增加计数器。我能想到的唯一方法是使用原子标志代替互斥体来同步整个transfer：

// Member variable
std::atomic_bool flag;

// Before the critical section
bool expected;
do {
    expected = false;
} while (!flag.compare_exchange_weak(expected,true));

// Critical section here
    
// Unlock at the end
flag = false;

确定2种可能的解决方案：

第一个是使用标头atomic中的<atomic>模板，在这种情况下，您至少可以将m_iCounter用作原子变量。但是为了获得更好的操作原子性，关键部分中的所有变量都必须是原子性的。进一步阅读Atomic和Atomic template。
第二个选项是使用c ++的临时功能，即所谓的 STM （软件事务存储）。在这种情况下，transfer函数的所有内容都可以是事务，也可以是您之前已互斥的所有东西。进一步阅读Transactional Memory c++

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