硬件Fetch&Add指令能否保证无等待执行？多进程重复执行场景问询

咱们一个一个来拆解你的问题，毕竟这些都涉及到无等待同步原语的核心知识点：

1. 硬件的Fetch&Add指令是否能够保证无等待（wait-free）执行？ #

答案是肯定的，而且是绝对保证。

首先得明确无等待的定义：一个操作是无等待的，意味着不管其他线程/进程的行为如何，每个线程都能在有限步骤内完成这个操作——不需要忙等，也不用依赖其他线程推进，就是保证能在有限时间内完成。

硬件实现的Fetch&Add（比如x86架构的lock xadd、ARM架构的ldadd指令）是一条原子指令。所有底层的同步工作——总线锁定、缓存一致性协议、冲突处理——都是硬件在幕后搞定的。当CPU发起这条指令后，不管其他CPU/进程在做什么，它都会在有限的周期内完成。不存在CPU会永远卡在执行单条Fetch&Add的情况，硬件一定会解决所有竞争，让指令执行完毕。

站在软件的角度看，你可以把它当成一个“一发即中”的原子操作，肯定能在有限时间内完成，完全符合无等待的严格定义。

2. 若多个进程执行Fetch&Add（FAA）指令，该指令是否存在无等待执行的保障？若完成该指令执行的进程不终止，而是反复尝试执行该指令，情况会如何？ #

咱们分两部分说：

多进程并发执行Fetch&Add的情况 #

每一条单独的Fetch&Add指令依然是无等待的，哪怕有N个进程同时执行它。不管什么时候，只要进程发起这条指令，硬件都会保证它在有限步骤内完成——竞争可能会让它多花几个周期，但绝对不会无限挂起。

这里要注意：无等待不代表操作速度快，只是说不管其他线程/进程怎么折腾，这个操作都肯定能完成。哪怕有上千个进程对着同一个内存地址疯狂执行Fetch&Add，每一次单独的操作依然会在有限时间内结束。

进程反复执行Fetch&Add不终止的情况 #

如果一个进程无限循环，反复执行Fetch&Add，那循环里的每一次指令执行依然是无等待的。这个进程永远不会卡在某一条Fetch&Add上——每一条都会执行完成，然后进程会立刻进入下一次循环。

这里有个小误区：整个循环本身不是“无等待终止”的（毕竟你让它别终止），但循环里的每一条Fetch&Add依然是无等待操作。其他进程不可能让这个循环在某一条指令上卡住，硬件会确保每一条Fetch&Add执行完，进程才会进入下一轮迭代。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者agood