⚡ 原子操作 & 无锁编程

🎯 30章 · 从入门到实战

01 并发编程的噩梦：从竞态条件到数据竞争，为什么需要原子操作？

02 硬件基石：CPU内存模型与缓存一致性协议（MESI）深度解析

03 原子操作的灵魂：Load-Linked / Store-Conditional (LL/SC) 原理

04 x86的答案：Compare-And-Swap (CAS) 指令详解与汇编实战

05 ARM的武器：LDREX/STREX 指令详解与实战

06 RISC-V的视角：AMO（原子内存操作）指令集分析

07 编译器屏障：volatile关键字与内存屏障（barrier）的恩怨情仇

08 内核原语（上）：自旋锁（Spinlock）的原子实现与性能陷阱

09 内核原语（下）：读写锁（RWLock）的无锁化尝试

10 无锁队列（上）：基于CAS的单生产者单消费者（SPSC）队列

11 无锁队列（下）：多生产者多消费者（MPMC）队列的ABA问题

12 ABA问题的终结者：标记指针（Tagged Pointer）与Hazard Pointer

13 无锁栈：Treiber Stack 的实现与正确性证明

14 无锁链表：Michael & Scott 无锁链表算法

15 RCU机制（上）：RCU（Read-Copy-Update）的基本原理与宽限期

16 RCU机制（下）：RCU在Linux内核中的实现与API

17 无锁哈希表：Split-Ordered List 与 Cuckoo Hashing

18 内存管理难题：无锁内存分配器（Lock-Free Allocator）设计

19 原子操作在FreeRTOS中的应用：任务切换与临界区保护

20 原子操作在Zephyr中的应用：内核对象与同步机制

21 原子操作在RT-Thread中的应用：IPC机制与信号量

22 性能分析工具：如何用perf和ftrace定位锁竞争

23 模型检查：用TLA+形式化验证无锁算法的正确性

24 C11标准：_Atomic类型与C11内存顺序（memory_order）详解

25 C++11标准：std::atomic与std::memory_order的RAII封装

26 Rust语言：Send/Sync trait与无锁数据结构的类型安全

27 实战案例（一）：设计一个无锁的日志缓冲区

28 实战案例（二）：设计一个无锁的任务窃取（Work-Stealing）调度器

29 实战案例（三）：设计一个无锁的实时流量统计计数器

30 总结与展望：从多核到众核，无锁编程的未来趋势