目前正在使用GCC研究C/C++中的原子操作，发现内存中自然对齐的全局变量具有原子读写。
然而，我试图按位与一个全局变量，并注意到它归结为一个读-修改-写序列，如果有多个线程操作该字节值，这是很麻烦的。
经过一番研究，我选择了这两个例子：
C Example- GCC扩展__sync_fetch_and_and

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

uint8_t byteC = 0xFF;

int main() {
    __sync_fetch_and_and(&byteC, 0xF0);
    printf("Value of byteC: 0x%X\n", byteC);
    return 0;
}

C++ Example- C++11使用原子fetch_and

#include <iostream>
#include <atomic>

std::atomic<uint8_t> byteCpp(0xFF);

int main() {
    byteCpp.fetch_and(0xF0);
    std::cout << "Value of byteCpp: 0x" << std::hex << static_cast<int>(byteCpp.load()) << std::endl;
    return 0;
}

其他例子如下，但它们似乎不那么直观，计算成本更高。
使用pthread_mutex_lock

uint8_t byte = 0xFF;
pthread_mutex_t byte_mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

pthread_mutex_lock(&byte_mutex);
byte &= 0xF0;
pthread_mutex_unlock(&byte_mutex);

使用互斥量lock_guard

#include <mutex>

uint8_t byte;
std::mutex byte_mutex;

void atomic_and() {
    std::lock_guard<std::mutex> lock(byte_mutex);
    byte &= 0xF0;
}

使用compare_exchange_weak

std::atomic<uint8_t> byte;

void atomic_and() {
    uint8_t old_val, new_val;
    do {
        old_val = byte.load();
        new_val = old_val & 0xF0;
    } while (!byte.compare_exchange_weak(old_val, new_val));
}

问题

对于多线程C/C++程序中的read-modify-write序列，最好的原子方法是什么？