在理解原子自动操作之前，我们知道在修改某个变量时，在组件级至少需要细分为“读-修改-写”三个过程。 也就是说，他们访问存储单元两次，第一次读取原始值，第二次写入新值。
假设在这种情况下，两个cpu同时对同一存储器单元执行“读取-变更-写入”操作。 首先，两个CPU尝试读取同一单元，但是如果存储器仲裁器(串行化访问RAM芯片的操作的硬件电路)伸出手，只允许一个访问而不延迟另一个，则两个读取操作都将被串行化第一次读取完成后，另一个CPU从内存单元读取正好相同(旧)的值。 但是，两个CPU都试图在其存储器单元中写入新的值，总线存储器访问再次被存储器总裁串行化，最终两个写入都成功。 但是，全局结果不正确，因为两个CPU写入相同(新)的值。 因此，这容易导致意想不到的结果。
因此，避免“读-修改-写”命令竞争的最简单方法是确保此类操作在芯片级是原子的。 所有操作都必须用单个指令执行，中断不能中断，其他CPU必须不访问同一存储器单元。 这些小原子操作可以基于其他更灵活的进制方法创建临界区域。
在x86平台上，总的来说，CPU提供三个独立的原子链机制：原子
保证操作、添加LOCK命令前缀和高速缓存一致性协议。
理解原子(atom )的本来意思是"不能再分割的最小粒子"，原子进行操作
(atomic operation )是指“不可中断的一个或一系列操作”。 原子操作的简单说明是，当多个线程执行一个操作时，其中一个线程
如果此操作已完全完成或没有执行此操作的步骤，则此操作将
是原子的。 原子操作是其他内核同步方法的基础。
api使atomic_read(v )返回*Vatomic_set(v ) v，I )，使*v成为iatomic_add(i ) I，v，使*v成为iatomic_add(i v )从*v中减去I，返回*v的新值atomic_sub_and_test(i ) I，v，从*v中减去I，如果结果为0，则返回1； 否则，返回0atomic_Inc(v )，将*vatomic_dec(v ) v加1，从*v减去1atomic_inc_return(v ) v，将*v加1 addr )，*addr的第nr比特clear_bit ) nr，addr )清除*addr的第nr比特change _ bit (NR，addr )的type _ sync _ fetch type _ sync _ fetch _ and _ or (type * ptr，type value )； type _ sync _ fetch _ and _ and (type * ptr，type value )； type _ sync _ fetch _ and _ xor (type * ptr，type value )； type _ sync _ fetch _ and _ NAND (type * ptr，type value )； type _ sync _ add _ and _ fetch (type * ptr，type值)； type _ sync _ sub _ and _ fetch (type * ptr，type value )； type _ sync _ or _ and _ fetch (type * ptr，type value )； type _ sync _ and _ and _ fetch (type * ptr，type值)； type _ sync _ xor _ and _ fetch (type * ptr，type value )； type _ sync _ NAND _ and _ fetch (type * ptr，type value )； 2.dpdk提供的原子操作
staticinlineintrte _ atomic 16 _ cmpset (volatile uint 16 _ t * dst，uint16_t exp，uint16_t src )； staticinlineuint 16 _ trte _ atomic 16 _ exchange (volatile uint 16 _ t * dst，uint16_t val )； staticinlinevoidrte _ atomic 16 _ init (rte _ atomic 16 _ t * v ) staticinlineint 16 _ trte _ atomic 16 _ read ) constRTE
6_t new_value)static inline void rte_atomic16_add(rte_atomic16_t *v, int16_t inc)static inline void rte_atomic16_sub(rte_atomic16_t *v, int16_t dec)static inline void rte_atomic16_inc(rte_atomic16_t *v);static inline void rte_atomic16_dec(rte_atomic16_t *v);static inline int16_t rte_atomic16_add_return(rte_atomic16_t *v, int16_t inc)static inline int16_t rte_atomic16_sub_return(rte_atomic16_t *v, int16_t dec)static inline int rte_atomic16_inc_and_test(rte_atomic16_t *v);static inline int rte_atomic16_dec_and_test(rte_atomic16_t *v);static inline int rte_atomic16_test_and_set(rte_atomic16_t *v);static inline void rte_atomic16_clear(rte_atomic16_t *v)dpdk提供了16、 32和64位的原子操作API，主要实现原理是使用了**LOCK指令+CMPXCHG指令**。
对于LOCK指令前缀的总线锁，早期CPU芯片上有一条引线#HLOCK pin，如果汇编语言的程序中在一条指令前面加上前
缀“LOCK”（这个前缀表示锁总线），经过汇编以后的机器代码就使CPU在执行这条指令的时候把#HLOCK pin的电位拉低，持续到这条指
令结束时放开，从而把总线锁住，这样同一总线上别的CPU就暂时不能通过总线访问内存了，保证了这条指令在多处理器环境中的原子性。
随着处理器的发展，对LOCK前缀的实现也在不断进行着性能改善。最近几代处理器中已经支持新的锁技术，若当前访问的内存已经被处理器缓存，LOCK#不会被触发，会用锁缓存的方式代替。这样处理原子操作的开销就在这些特定场景下进一步降低。
CMPXCHG这条指令，它的语义是比较并交换操作数（CAS，Compare And Set）。而用XCHG类的指令做内存操作，处理器会自动地遵循LOCK的语义，可见该指令是一条原子的CAS单指令操作。
源码如下
static inline intrte_atomic64_cmpset(volatile uint64_t *dst, uint64_t exp, uint64_t src){uint8_t res;asm volatile(MPLOCKED"cmpxchgq %[src], %[dst];""sete %[res];": [res] "=a" (res), /* output */ [dst] "=m" (*dst): [src] "r" (src), /* input */ "a" (exp), "m" (*dst): "memory"); /* no-clobber list */return res;}本人从dpdk移植了锁实现到自己的github里面 https://github.com/air5005/usg/tree/master/libs/liblock 有兴趣的可以参考.
3.linux kernel
内核的原子锁实现主要在x86结构里面，使用的是lock指令+内存屏障原理
提供的api基本一致，都是分为16、32、64位三种api。