无锁同步是否总优于锁同步？C++原子类型的性能设计疑问

答案是否定的——存在不少场景下，基于锁实现的原子操作（非无锁版本）反而能比无锁std::atomic<T>获得更好的性能：

• 高竞争下的批量原子操作
  当多个线程频繁对同一个原子变量执行批量读写时，无锁实现的CAS循环会因为不断重试引发大量总线冲突和缓存颠簸。这时用互斥锁把批量操作包裹成一个临界区，线程获取锁后一次性完成所有操作，反而能减少冲突次数，提升整体吞吐量。比如批量递增计数器时，用锁包裹循环递增，比反复调用无锁的fetch_add(1)在高竞争场景下更快。

• 平台“伪无锁”实现的坑
  有些平台虽然标记某些std::atomic<T>为无锁，但底层实现依赖全局中断屏蔽、或者用复杂指令序列模拟原子性，本质和全局锁没区别。这种情况下，显式使用更轻量的专用锁（比如自旋锁），性能会比这种“伪无锁”的std::atomic<T>更好。

• 多操作组合的场景
  当需要执行一组关联的原子操作（比如先读取原子变量的值，根据值判断后再写入新值），无锁实现必须用CAS循环处理重试逻辑。而如果用锁把这组操作包裹成一个临界区，不仅代码更简洁，在竞争不极端的情况下，锁的获取释放开销可能比CAS循环的重试成本更低，性能表现更优。

C++标准只提供统一的std::atomic<T>，是为了屏蔽底层实现细节，让开发者专注于原子性保证而非具体实现。但这绝不代表无锁版本在所有场景下都是最优解，实际开发中需要根据竞争强度、操作模式来选择合适的同步方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sourav Kannantha B