C++ std::atomic_flag 实现spinLock

A spinlock mutex can be implemented in userspace using an atomic_flag.

一旦标识对象初始化完成，只能做三种操作：销毁、清除或设置并查询其先前的值。

这些分别对应析构函数、clear()函数以及test_and_set()函数。

clear和test_and_set操作都可以指定一个内存顺序，

clear是清除操作（atomically sets flag to false），

test_and_set是读改写操作（atomically sets the flag to true and obtains its previous value）

c++20 引入了 test 操作，即读数据操作（atomically returns the value of the flag）

#include <thread>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <atomic>

inline void cpu_relax() {
#if defined(__aarch64__)
    asm volatile("yield" ::: "memory");
#else
    asm volatile("rep; nop" ::: "memory");
#endif
}

std::atomic_flag lock = ATOMIC_FLAG_INIT;

void f(int n)
{
    for (int cnt = 0; cnt < 100; ++cnt) {
        while (lock.test_and_set(std::memory_order_acquire))  // acquire lock
             cpu_relax(); // spin
        std::cout << "Output from thread " << n << '
';
        lock.clear(std::memory_order_release);               // release lock
    }
}

int main()
{
    std::vector<std::thread> v;
    for (int n = 0; n < 10; ++n) {
        v.emplace_back(f, n);
    }
    for (auto& t : v) {
        t.join();
    }
}