std:: atomic

每个 std::atomic 模板的实例化和全特化都定义了一个原子类型。如果一个线程向原子对象执行写入操作，同时另一线程从中读取，其行为是明确定义的（关于数据竞争的详细信息请参阅 内存模型 ）。

此外，对原子对象的访问可以建立线程间同步，并根据 std::memory_order 的规定对非原子内存访问进行排序。

std::atomic 既不可复制也不可移动。

特化

主模板

主要的 std::atomic 模板可通过任何满足 TriviallyCopyable 类型 T 进行实例化，该类型需同时满足 CopyConstructible 与 CopyAssignable 要求。若以下任一值为 false ，则程序非良构：

• std:: is_trivially_copyable < T > :: value
• std:: is_copy_constructible < T > :: value
• std:: is_move_constructible < T > :: value
• std:: is_copy_assignable < T > :: value
• std:: is_move_assignable < T > :: value
• std:: is_same < T, typename std:: remove_cv < T > :: type > :: value

struct Counters { int a; int b; }; // 用户定义的可平凡复制类型
std::atomic<Counters> cnt;         // 针对用户定义类型的特化

std :: atomic < bool > 使用主模板。它被保证是一个 标准布局结构体 ，并具有 平凡析构函数 。

部分特化

标准库为以下类型提供了 std::atomic 模板的部分特化，这些特化具有主模板所不具备的附加属性：

整型类型的特化版本

当使用以下整数类型进行实例化时， std::atomic 会提供适用于整数类型的额外原子操作，例如 fetch_add 、 fetch_sub 、 fetch_and 、 fetch_or 、 fetch_xor ：

• 字符类型 char 、 char8_t (C++20 起) 、 char16_t 、 char32_t 与 wchar_t ；
• 标准有符号整数类型： signed char 、 short 、 int 、 long 及 long long ；
• 标准无符号整数类型： unsigned char 、 unsigned short 、 unsigned int 、 unsigned long 与 unsigned long long ；
• 头文件 <cstdint> 中 typedef 所需的任何附加整数类型。

此外，生成的 std::atomic< Integral > 特化具有标准布局 、平凡默认构造函数 (C++20 前) 和平凡析构函数。有符号整数运算定义为使用二进制补码；不存在未定义结果。

成员类型

1. ↑ difference_type 未在主模板 std::atomic 或针对 std::shared_ptr 与 std::weak_ptr 的偏特化中定义。

成员函数

特化成员函数

类型别名

为 bool 及上述所有整型类型提供了类型别名，如下所示：

注释

针对 std::atomic 的所有成员函数，均存在对应的非成员函数模板版本。这些非成员函数还可针对非 std::atomic 特化类型进行重载，前提是这些类型能确保原子性操作。标准库中唯一符合此条件的类型是 std:: shared_ptr < U > 。

_Atomic 是C语言中的一个 关键字 ，用于提供 原子类型 。

建议实现确保 C 语言中的 _Atomic(T) 与 C++ 中 std::atomic<T> 对于所有可能的类型 T 具有相同的表示形式。用于保证原子性和内存顺序的机制应当相互兼容。

在 GCC 和 Clang 上，此处描述的某些功能需要链接 -latomic 库。

示例

#include <atomic>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>
std::atomic_int acnt;
int cnt;
void f()
{
    for (auto n{10000}; n; --n)
    {
        ++acnt;
        ++cnt;
        // 注意：此示例中使用宽松内存序已足够，
        // 例如 acnt.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);
    }
}
int main()
{
    {
        std::vector<std::jthread> pool;
        for (int n = 0; n < 10; ++n)
            pool.emplace_back(f);
    }
    std::cout << "原子计数器值为 " << acnt << '\n'
              << "非原子计数器值为 " << cnt << '\n';
}

原子计数器值为 100000
非原子计数器值为 69696

缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的 C++ 标准。

另请参阅