引入
原子操作对于我们来说，是非常熟悉的概念。从用户角度，可以用原子操作来替换重量级的锁同步，从而提高程序性能。底层实现角度，原子操作可以用于构建各种更重量级的同步操作，比如锁或屏障之类的。
对于原子操作的实现来说，需要分开考虑单处理器单核系统，和多处理器系统多核系统。
单核
对于单处理器单核系统来说，只要保证操作指令序列不被打断即可实现原子操作（当然，对于内存的读写操作，需要地址对齐，否则就不是一次的内存读写了，当然也就不是原子操作）。
对于简单的原子操作，cpu实现上会提供单条指令，比如INC和XCHG。对于复杂的原子操作，需要包含多条指令。执行过程中，出现上下文切换行为，比如任务切换，中断处理等。这里的行为会影响原子操作的原子性。因此需要 自旋锁spinlock 来保证操作指令序列不会在执行的中途受干扰。
多核
对于多处理器或者多核的系统，原子操作的实现除了需要spinlock来保证外，还需要保证不会受到同处理器上其他核，或者其他处理器的影响。当其他核上执行的指令访问的内存空间，与当前原子操作需要访问的内存空间存在冲突时，就会破坏原子操作的正确性。
在x86架构中，提供了指令前缀LOCK。LOCK保证了指令不会受其他处理器或cpu核的影响。在PentiumPro之前，LOCK的实现，是通过锁住bus（总线），从而阻止其他cpu核的内存访问。可想而知，这种实现是非常低效的。从PentiumPro开始，LOCK只会阻塞其他cpu核对相关内存的缓存块的访问。
现在，大多数的x86处理器都支持了CAS的硬件实现，保证了多处理器多核系统下的原子操作的正确性。CAS的实现同样无需锁住总线，只会阻塞其他cpu核对相关内存的缓存块的访问。
