原子 deref 实现之间的区别

Question

我一直在研究原子引用计数的实现。

库之间的大部分操作都非常一致，但我发现“减少引用计数”操作的变化令人惊讶。 （请注意，一般来说，shared decref 和weak decref 之间的唯一区别是调用了哪个on_zero()。例外情况如下所示。）

如果还有其他根据 C11/C++11 模型实现的实现（MSVC 是做什么的？），除了“我们使用 seq_cst 因为我们不知道更好”类型之外，请随时编辑它们在。

大部分示例最初都是 C++，但在这里我将它们重写为 C，内联并规范化为 >= 1 约定：

#include <stdatomic.h>
#include <stddef.h>
typedef struct RefPtr RefPtr;
struct RefPtr {
    _Atomic(size_t) refcount;
};
// calls the destructor and/or calls free
// on a shared_ptr, this also calls decref on the implicit weak_ptr
void on_zero(RefPtr *);

来自Boost intrusive_ptr examples 和openssl：

void decref_boost_intrusive_docs(RefPtr *p) {
    if (atomic_fetch_sub_explicit(&p->refcount, 1, memory_order_release) == 1) {
        atomic_thread_fence(memory_order_acquire);
        on_zero(p);
    }
}

可以将 memory_order_acq_rel 用于 fetch_sub 操作，但是当引用计数器尚未达到零时，这会导致不需要的“获取”操作，并且可能会造成性能损失。

但其他大多数 ( Boost, libstdc++, libc++ shared ) 做其他事情：

void decref_common(RefPtr *p) {
    if (atomic_fetch_sub_explicit(&p->refcount, 1, memory_order_acq_rel) == 1)
        on_zero(p);
}

但是 libc++ 可以做到something different for the weak count。奇怪的是，这是在一个外部源文件中：

void decref_libcxx_weak(RefPtr *p) {
    if (atomic_load_explicit(&p->refcount, memory_order_acquire) == 1)
        on_zero(p);
    else
        decref_common(p);
}

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那么问题是：实际的区别是什么？

子问题：cmets 错了吗？特定平台做什么（在 aarch64 上，ldar 会比dmb ishld 便宜吗？还有 ia64？）？在什么情况下可以使用较弱的版本（例如，如果 dtor 是 nop，如果删除器只是 free，...）？

另请参阅Atomic Reference Counting 和 Why is an acquire barrier needed before deleting the data in an atomically reference counted smart pointer?

Answer 1

libc++ 的选择记录在源代码中：

注意：这里的获取负载是对非常 共享指针被破坏的常见情况 没有其他有争议的引用。

libc++ 编码器观察到大多数时候，当最后一个shared_ptr 被销毁时，没有weak_ptr 引用共享对象。据我所知，至少在 x86 上，读-修改-写指令比读指令更广泛。因此，对于最常见的情况，他们决定避免执行扩展且无用的读取-修改-写入。标准库的其他实现不执行此优化。