如何从堆中为 InterlockedIncrement 函数分配正确的内存对齐方式？

Question

这段代码似乎可以工作，但是我是否正确使用了 InterlockedIncrement 函数？ m_count 的正确内存对齐是我最关心的问题。假设我们在 x86-64 系统上并编译一个 64 位应用程序（如果重要的话）。顺便说一句，出于我的实际目的，我不能将 m_count 声明为 volatile long，然后使用 InterlockedIncrement(&m_count);但它必须是指向堆中数据的指针。

#include <Windows.h>
#include <malloc.h>

class ThreadSafeCounter {
public:
    ThreadSafeCounter()
    {
        // Are those arguments for size and alignment correct?
        void* placement = _aligned_malloc( sizeof(long), sizeof(long) );
        m_count = new (placement) long(0);
    }
    ~ThreadSafeCounter()
    {
        _aligned_free( const_cast<long*>(m_count) );
    }

    void AddOne()
    {
        InterlockedIncrement(m_count);
    }

    long GetCount()
    {
        return *m_count;
    }

private:
    volatile long* m_count;
};

Answer 1

堆分配器已经将返回的地址与本机平台字大小对齐。 x86 为 4 字节，x64 为 8 字节。您在 MSVC 的任一平台上使用 long 32 位。无需跳过 _aligned_malloc() 环。

Answer 2

这是一个平台架构细节，但您需要记住，原子操作不仅仅是对齐。平台 ABI 通常会确保默认情况下原始数据类型对齐，以便任何操作（包括原子）都能正常工作。 malloc() 永远不应该返回一个未对齐的指针，即使您要求一个字节也不应该。

除此之外，请特别注意 http://en.wikipedia.org/wiki/False_sharing< /a> - 意味着除了需要对齐（通常是 sizeof(long)）之外，您还必须确保在同一缓存行中仅托管单个原子访问的变量。

如果您计划使用/允许这些计数器的数组，这一点尤其重要。

Microsoft 的编译器使用 __declspec(align(value)) 来指示编译器保证特定的结构对齐。正如其他人提到的，似乎没有特定需要对这样的数据结构/类进行堆分配，但我不知道您是否需要 pimpl 来做其他事情。

Answer 3

对于您的用例来说，最简单的方法是通过继承使用侵入式引用计数，从而消除这种需求。

但是，如果您绝望了，只需查看 MSVC 的 shared_ptr 实现即可。

    typename aligned_storage<sizeof(_Ty),
        alignment_of<_Ty>::value>::type _Storage;
    };
    _Ty *_Getptr() const {  // get pointer
        return ((_Ty *)&_Storage);
    }

这个C级演员真是太恶心了。然而，这对我来说表明该对象肯定会利用类型特征进行正确的对齐。