Безопасна ли эта реализация C++ для атомарного поплавка?

Edit: The code here still has some bugs in it, and it could do better in the performance department, but instead of trying to fix this, for the record I took the problem over to the Intel discussion groups and got lots of great feedback, and if all goes well a polished version of Atomic float will be included in a near future release of Intel's Threading Building Blocks

Хорошо, вот сложный вопрос, я хочу, чтобы Atomic float не для сверхбыстрой графической производительности, а для регулярного использования в качестве членов данных классов. И я не хочу платить за использование блокировок для этих классов, потому что это не дает дополнительных преимуществ для моих нужд.

Теперь с Intel tbb и другими атомными библиотеками, которые я видел, поддерживаются целые типы, но не с плавающей запятой. Итак, я продолжил и реализовал один, и он работает ... но я не уверен, ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ли он работает, или мне просто очень повезло, что он работает.

Кто-нибудь здесь знает, не является ли это какой-то поточной ересью?

typedef unsigned int uint_32;

  struct AtomicFloat
  {
    private:
    tbb::atomic<uint_32> atomic_value_;

    public:
    template<memory_semantics M>
    float fetch_and_store( float value ) 
    {
        const uint_32 value_ = atomic_value_.tbb::atomic<uint_32>::fetch_and_store<M>((uint_32&)value);
        return reinterpret_cast<const float&>(value_);
    }

    float fetch_and_store( float value ) 
    {
        const uint_32 value_ = atomic_value_.tbb::atomic<uint_32>::fetch_and_store((uint_32&)value);
        return reinterpret_cast<const float&>(value_);
    }

    template<memory_semantics M>
    float compare_and_swap( float value, float comparand ) 
    {
        const uint_32 value_ = atomic_value_.tbb::atomic<uint_32>::compare_and_swap<M>((uint_32&)value,(uint_32&)compare);
        return reinterpret_cast<const float&>(value_);
    }

    float compare_and_swap(float value, float compare)
    {
        const uint_32 value_ = atomic_value_.tbb::atomic<uint_32>::compare_and_swap((uint_32&)value,(uint_32&)compare);
        return reinterpret_cast<const float&>(value_);
    }

    operator float() const volatile // volatile qualifier here for backwards compatibility 
    {
        const uint_32 value_ = atomic_value_;
        return reinterpret_cast<const float&>(value_);
    }

    float operator=(float value)
    {
        const uint_32 value_ = atomic_value_.tbb::atomic<uint_32>::operator =((uint_32&)value);
        return reinterpret_cast<const float&>(value_);
    }

    float operator+=(float value)
    {
        volatile float old_value_, new_value_;
        do
        {
            old_value_ = reinterpret_cast<float&>(atomic_value_);
            new_value_ = old_value_ + value;
        } while(compare_and_swap(new_value_,old_value_) != old_value_);
        return (new_value_);
    }

    float operator*=(float value)
    {
        volatile float old_value_, new_value_;
        do
        {
            old_value_ = reinterpret_cast<float&>(atomic_value_);
            new_value_ = old_value_ * value;
        } while(compare_and_swap(new_value_,old_value_) != old_value_);
        return (new_value_);
    }

    float operator/=(float value)
    {
        volatile float old_value_, new_value_;
        do
        {
            old_value_ = reinterpret_cast<float&>(atomic_value_);
            new_value_ = old_value_ / value;
        } while(compare_and_swap(new_value_,old_value_) != old_value_);
        return (new_value_);
    }

    float operator-=(float value)
    {
        return this->operator+=(-value);
    }

    float operator++() 
    {
        return this->operator+=(1);
    }

    float operator--() 
    {
        return this->operator+=(-1);
    }

    float fetch_and_add( float addend ) 
    {
        return this->operator+=(-addend);
    }

    float fetch_and_increment() 
    {
        return this->operator+=(1);
    }

    float fetch_and_decrement() 
    {
        return this->operator+=(-1);
    }
   };

Спасибо!

Редактировать: изменил size_t на uint32_t, как предложил Грег Роджерс, таким образом, он стал более портативным

Редактировать: добавил листинг для всего этого с некоторыми исправлениями.

Больше правок: Для повышения производительности использование заблокированного числа с плавающей запятой для 5.000.000 + = операций со 100 потоками на моей машине занимает 3,6 секунды, в то время как мой атомарный плавающий элемент даже с его глупым do-while занимает 0,2 секунды, чтобы выполнить ту же работу. Таким образом, повышение производительности> 30x означает, что оно того стоит (и это загвоздка), если оно правильно.

Еще больше правок: Как заметил Авгн, все мои части fetch_and_xxxx были неправильными. Исправлено это и удалены части API, в которых я не уверен (шаблонные модели памяти). И реализовал другие операции в терминах оператора + =, чтобы избежать повторения кода.

Добавлен: Добавлен оператор * = и оператор / =, поскольку без них числа с плавающей запятой не были бы числами с плавающей запятой. Благодаря комментарию Петерхена, это было замечено

Редактировать: Далее следует последняя версия кода (я оставлю старую версию для справки)

  #include <tbb/atomic.h>
  typedef unsigned int      uint_32;
  typedef __TBB_LONG_LONG       uint_64;

  template<typename FLOATING_POINT,typename MEMORY_BLOCK>
  struct atomic_float_
  {
    /*  CRC Card -----------------------------------------------------
    |   Class:          atmomic float template class
    |
    |   Responsability: handle integral atomic memory as it were a float,
    |                   but partially bypassing FPU, SSE/MMX, so it is
    |                   slower than a true float, but faster and smaller
    |                   than a locked float.
    |                       *Warning* If your float usage is thwarted by
    |                   the A-B-A problem this class isn't for you
    |                       *Warning* Atomic specification says we return,
    |                   values not l-values. So  (i = j) = k doesn't work.
    |
    |   Collaborators:  intel's tbb::atomic handles memory atomicity
    ----------------------------------------------------------------*/
    typedef typename atomic_float_<FLOATING_POINT,MEMORY_BLOCK> self_t;

    tbb::atomic<MEMORY_BLOCK> atomic_value_;

    template<memory_semantics M>
    FLOATING_POINT fetch_and_store( FLOATING_POINT value ) 
    {
        const MEMORY_BLOCK value_ = 
            atomic_value_.tbb::atomic<MEMORY_BLOCK>::fetch_and_store<M>((MEMORY_BLOCK&)value);
        //atomic specification requires returning old value, not new one
        return reinterpret_cast<const FLOATING_POINT&>(value_);
    }

    FLOATING_POINT fetch_and_store( FLOATING_POINT value ) 
    {
        const MEMORY_BLOCK value_ = 
            atomic_value_.tbb::atomic<MEMORY_BLOCK>::fetch_and_store((MEMORY_BLOCK&)value);
        //atomic specification requires returning old value, not new one
        return reinterpret_cast<const FLOATING_POINT&>(value_);
    }

    template<memory_semantics M>
    FLOATING_POINT compare_and_swap( FLOATING_POINT value, FLOATING_POINT comparand ) 
    {
        const MEMORY_BLOCK value_ = 
            atomic_value_.tbb::atomic<MEMORY_BLOCK>::compare_and_swap<M>((MEMORY_BLOCK&)value,(MEMORY_BLOCK&)compare);
        //atomic specification requires returning old value, not new one
        return reinterpret_cast<const FLOATING_POINT&>(value_);
    }

    FLOATING_POINT compare_and_swap(FLOATING_POINT value, FLOATING_POINT compare)
    {
        const MEMORY_BLOCK value_ = 
            atomic_value_.tbb::atomic<MEMORY_BLOCK>::compare_and_swap((MEMORY_BLOCK&)value,(MEMORY_BLOCK&)compare);
        //atomic specification requires returning old value, not new one
        return reinterpret_cast<const FLOATING_POINT&>(value_);
    }

    operator FLOATING_POINT() const volatile // volatile qualifier here for backwards compatibility 
    {
        const MEMORY_BLOCK value_ = atomic_value_;
        return reinterpret_cast<const FLOATING_POINT&>(value_);
    }

    //Note: atomic specification says we return the a copy of the base value not an l-value
    FLOATING_POINT operator=(FLOATING_POINT rhs) 
    {
        const MEMORY_BLOCK value_ = atomic_value_.tbb::atomic<MEMORY_BLOCK>::operator =((MEMORY_BLOCK&)rhs);
        return reinterpret_cast<const FLOATING_POINT&>(value_);
    }

    //Note: atomic specification says we return an l-value when operating among atomics
    self_t& operator=(self_t& rhs) 
    {
        const MEMORY_BLOCK value_ = atomic_value_.tbb::atomic<MEMORY_BLOCK>::operator =((MEMORY_BLOCK&)rhs);
        return *this;
    }

    FLOATING_POINT& _internal_reference() const
    {
        return reinterpret_cast<FLOATING_POINT&>(atomic_value_.tbb::atomic<MEMORY_BLOCK>::_internal_reference());
    }

    FLOATING_POINT operator+=(FLOATING_POINT value)
    {
        FLOATING_POINT old_value_, new_value_;
        do
        {
            old_value_ = reinterpret_cast<FLOATING_POINT&>(atomic_value_);
            new_value_ = old_value_ + value;
        //floating point binary representation is not an issue because
        //we are using our self's compare and swap, thus comparing floats and floats
        } while(self_t::compare_and_swap(new_value_,old_value_) != old_value_);
        return (new_value_); //return resulting value
    }

    FLOATING_POINT operator*=(FLOATING_POINT value)
    {
        FLOATING_POINT old_value_, new_value_;
        do
        {
            old_value_ = reinterpret_cast<FLOATING_POINT&>(atomic_value_);
            new_value_ = old_value_ * value;
        //floating point binary representation is not an issue becaus
        //we are using our self's compare and swap, thus comparing floats and floats
        } while(self_t::compare_and_swap(new_value_,old_value_) != old_value_);
        return (new_value_); //return resulting value
    }

    FLOATING_POINT operator/=(FLOATING_POINT value)
    {
        FLOATING_POINT old_value_, new_value_;
        do
        {
            old_value_ = reinterpret_cast<FLOATING_POINT&>(atomic_value_);
            new_value_ = old_value_ / value;
        //floating point binary representation is not an issue because
        //we are using our self's compare and swap, thus comparing floats and floats
        } while(self_t::compare_and_swap(new_value_,old_value_) != old_value_);
        return (new_value_); //return resulting value
    }

    FLOATING_POINT operator-=(FLOATING_POINT value)
    {
        return this->operator+=(-value); //return resulting value
    }

    //Prefix operator
    FLOATING_POINT operator++()
    {
        return this->operator+=(1); //return resulting value
    }

    //Prefix operator
    FLOATING_POINT operator--() 
    {
        return this->operator+=(-1); //return resulting value
    }

    //Postfix operator
    FLOATING_POINT operator++(int)
    {
        const FLOATING_POINT temp = this;
        this->operator+=(1);
        return temp//return resulting value
    }

    //Postfix operator
    FLOATING_POINT operator--(int) 
    {
        const FLOATING_POINT temp = this;
        this->operator+=(1);
        return temp//return resulting value
    }

    FLOATING_POINT fetch_and_add( FLOATING_POINT addend ) 
    {
        const FLOATING_POINT old_value_ = atomic_value_;
        this->operator+=(addend);
        //atomic specification requires returning old value, not new one as in operator x=
        return old_value_; 
    }

    FLOATING_POINT fetch_and_increment() 
    {
        const FLOATING_POINT old_value_ = atomic_value_;
        this->operator+=(+1);
        //atomic specification requires returning old value, not new one as in operator x=
        return old_value_; 
    }

    FLOATING_POINT fetch_and_decrement() 
    {
        const FLOATING_POINT old_value_ = atomic_value_;
        this->operator+=(-1);
        //atomic specification requires returning old value, not new one as in operator x=
        return old_value_; 
    }
  };

  typedef atomic_float_<float,uint_32> AtomicFloat;
  typedef atomic_float_<double,uint_64> AtomicDouble;