C++ atomic
atomic
每个 std::atomic 模板的实例化和全特化定义一个原子类型。若一个线程写入原子对象，同时另一线程从它读取，则行为良好定义。
另外，对原子对象的访问可以建立线程间同步，并按 std::memory_order 所对非原子内存访问定序。
std::atomic 既不可复制亦不可移动。
成员类型
value_type T (无论是否特化)
difference_type value_type (仅对 atomic<Integral> 和 atomic<Floating> (C++20 起) 特化)
std::ptrdiff_t (仅对 atomic<U*> 特化)
difference_type 不在初等 atomic 模板中，或不在对 std::shared_ptr 和 std::weak_ptr 的部分特化中定义。
成员函数
(构造函数) 构造原子对象(公开成员函数)
operator= 存储值于原子对象(公开成员函数)
is_lock_free 检查原子对象是否免锁(公开成员函数)
store 原子地以非原子对象替换原子对象的值(公开成员函数)
load 原子地获得原子对象的值(公开成员函数)
operator T 从原子对象加载值(公开成员函数)
exchange 原子地替换原子对象的值并获得它先前持有的值(公开成员函数)
compare_exchange_weak，compare_exchange_strong 原子地比较原子对象与非原子参数的值，若相等则进行交换，若不相等则进行加载(公开成员函数)
wait(C++20) 阻塞线程直至被提醒且原子值更改(公开成员函数)
notify_one(C++20) 提醒至少一个在原子对象上的等待中阻塞的线程(公开成员函数)
notify_all(C++20) 提醒所有在原子对象上的等待中阻塞的线程(公开成员函数)
常量
is_always_lock_free[静态](C++17) 指示该类型是否始终免锁(公开静态成员常量)
特化成员函数
fetch_add 原子地将参数加到存储于原子对象的值，并返回先前保有的值(公开成员函数)
fetch_sub 原子地从存储于原子对象的值减去参数，并获得先前保有的值(公开成员函数)
fetch_and 原子地进行参数和原子对象的值的逐位与，并获得先前保有的值(公开成员函数)
fetch_or 原子地进行参数和原子对象的值的逐位或，并获得先前保有的值(公开成员函数)
fetch_xor 原子地进行参数和原子对象的值的逐位异或，并获得先前保有的值(公开成员函数)
令原子值增加或减少一(公开成员函数)
operator++
operator++(int)
operator--
operator--(int)
加、减，或与原子值进行逐位与、或、异或(公开成员函数)
operator+=
operator-=
operator&=
operator|=
operator^=
atomic_flag
std::atomic_flag 是原子布尔类型。不同于所有 std::atomic 的特化，它保证是免锁的。不同于 std::atomic
成员函数
(构造函数) 构造 atomic_flag(公开成员函数)
operator= 赋值运算符(公开成员函数)
clear 原子地设置标志为 false(公开成员函数)
test_and_set 原子地设置标志为 true 并获得其先前值(公开成员函数)
test(C++20) 原子地返回标志的值(公开成员函数)
wait(C++20) 阻塞线程直至被提醒且原子值更改(公开成员函数)
notify_one(C++20) 提醒至少一个在原子对象上的等待中阻塞的线程(公开成员函数)
notify_all (C++20) 提醒所有在原子对象上的等待中阻塞的线程
#include <thread>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <atomic>
std::atomic_flag lock = ATOMIC_FLAG_INIT;
void f(int n)
{
for (int cnt = 0; cnt < 100; ++cnt) {
while (lock.test_and_set(std::memory_order_acquire)) // 获得锁
; // 自旋
std::cout << "Output from thread " << n << '\n';
lock.clear(std::memory_order_release); // 释放锁
}
}
int main()
{
std::vector<std::thread> v;
for (int n = 0; n < 10; ++n) {
v.emplace_back(f, n);
}
for (auto& t : v) {
t.join();
}
}
输出：
Output from thread 2
Output from thread 6
Output from thread 7
...<exactly 1000 lines>...
