14.3　原子操作

能够执行原子操作的原子变量只有整型，包括无符号整型ngx_atomic_uint_t和有符号整型ngx_atomic_t，这两种类型都使用了volatile关键字告诉C编译器不要做优化。

想要使用原子操作来修改、获取整型变量，自然不能使用加减号，而要使用Nginx提供的两个方法：ngx_atomic_cmp_set和ngx_atomic_fetch_add。这两个方法都可以用来修改原子变量的值，而ngx_atomic_cmp_set方法同时还可以比较原子变量的值，下面具体看看这两个方法。

static ngx_inline ngx_atomic_uint_t

ngx_atomic_cmp_set（ngx_atomic_t*lock,ngx_atomic_uint_t old，

ngx_atomic_uint_t set）

ngx_atomic_cmp_set方法会将old参数与原子变量lock的值做比较，如果它们相等，则把lock设为参数set，同时方法返回1；如果它们不相等，则不做任何修改，返回0。

static ngx_inline ngx_atomic_int_t

ngx_atomic_fetch_add（ngx_atomic_t*value,ngx_atomic_int_t add）

ngx_atomic_fetch_add方法会把原子变量value的值加上参数add，同时返回之前value的值。

在Nginx各种锁的实现中，可以看到原子变量和这两个方法的多种用法。

即使操作系统的内核无法提供原子性的操作，那么Nginx也会对上述两个方法提供一种实现，这在14.3.1节中会简单说明；对于各种硬件体系架构，原子操作的实现不尽相同，在14.3.2节中将会以最常见的X86架构为例，说明Nginx是怎样实现上述两个原子操作方法的。在14.3.3节，介绍Nginx封装的ngx_spinlock自旋锁是怎样使用原子变量实现的。

14.3.1　不支持原子库下的原子操作

当无法实现原子操作时，就只能用volatile关键字在C语言级别上模拟原子操作了。事实上，目前绝大多数体系架构都是支持原子操作的，给出这一节内容更多的是方便读者理解ngx_atomic_cmp_set方法和ngx_atomic_fetch_add方法的意义。先来看看ngx_atomic_cmp_set方法的实现，如下所示。

static ngx_inline ngx_atomic_uint_t

ngx_atomic_cmp_set（ngx_atomic_t*lock,ngx_atomic_uint_t old，

ngx_atomic_uint_t set）

{

//当原子变量lock与old相等时，才能把set设置到lock中并返回1

if（*lock==old）{

*lock=set；

return 1；

}

//若原子变量lock与old不相等，则返回0

return 0；

}

ngx_atomic_fetch_add方法的实现也很简单，如下所示。

static ngx_inline ngx_atomic_int_t

ngx_atomic_fetch_add（ngx_atomic_t*value,ngx_atomic_int_t add）

{

ngx_atomic_int_t old；

//将原子变量value加上add值之后，再返回原先value的值

old=*value；

*value+=add；

return old；

}