std:: atomic_compare_exchange_weak, std:: atomic_compare_exchange_strong, std:: atomic_compare_exchange_weak_explicit, std:: atomic_compare_exchange_strong_explicit

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定义于头文件 `<atomic>`
template < class T > bool atomic_compare_exchange_weak ( std:: atomic < T > * obj, typename std:: atomic < T > :: value_type * expected, typename std:: atomic < T > :: value_type desired ) noexcept ;	(1)	(C++11 起)
template < class T > bool atomic_compare_exchange_weak ( volatile std:: atomic < T > * obj, typename std:: atomic < T > :: value_type * expected, typename std:: atomic < T > :: value_type desired ) noexcept ;	(2)	(C++11 起)
template < class T > bool atomic_compare_exchange_strong ( std:: atomic < T > * obj, typename std:: atomic < T > :: value_type * expected, typename std:: atomic < T > :: value_type desired ) noexcept ;	(3)	(C++11 起)
template < class T > bool atomic_compare_exchange_strong ( volatile std:: atomic < T > * obj, typename std:: atomic < T > :: value_type * expected, typename std:: atomic < T > :: value_type desired ) noexcept ;	(4)	(C++11 起)
template < class T > bool atomic_compare_exchange_weak_explicit ( std:: atomic < T > * obj, typename std:: atomic < T > :: value_type * expected, typename std:: atomic < T > :: value_type desired, std:: memory_order success, std:: memory_order failure ) noexcept ;	(5)	(C++11 起)
template < class T > bool atomic_compare_exchange_weak_explicit ( volatile std:: atomic < T > * obj, typename std:: atomic < T > :: value_type * expected, typename std:: atomic < T > :: value_type desired, std:: memory_order success, std:: memory_order failure ) noexcept ;	(6)	(C++11 起)
template < class T > bool atomic_compare_exchange_strong_explicit ( std:: atomic < T > * obj, typename std:: atomic < T > :: value_type * expected, typename std:: atomic < T > :: value_type desired, std:: memory_order success, std:: memory_order failure ) noexcept ;	(7)	(C++11 起)
template < class T > bool atomic_compare_exchange_strong_explicit ( volatile std:: atomic < T > * obj, typename std:: atomic < T > :: value_type * expected, typename std:: atomic < T > :: value_type desired, std:: memory_order success, std:: memory_order failure ) noexcept ;	(8)	(C++11 起)

原子地比较由 obj 指向的对象的对象表示 (C++20 前) 值表示 (C++20 起) 与由 expected 指向的对象表示，若二者按位相等，则将前者替换为 desired （执行读-修改-写操作）。否则，将 obj 指向的实际值加载到 * expected 中（执行加载操作）。

重载版本	内存模型适用于
重载版本	读-修改-写操作	加载操作
(1-4)	std:: memory_order_seq_cst	std:: memory_order_seq_cst
(5-8)	success	failure

这些函数是根据 std::atomic 的成员函数定义的：

1,2) obj - > compare_exchange_weak ( * expected, desired )

3,4) obj - > compare_exchange_strong ( * expected, desired )

5,6) obj - > compare_exchange_weak ( * expected, desired, success, failure )

7,8) obj - > compare_exchange_strong ( * expected, desired, success, failure )

如果 failure 比 success 更强或 (C++17 前) 是 std:: memory_order_release 和 std:: memory_order_acq_rel 之一，则行为未定义。

obj	-	指向待测试和修改的原子对象的指针
expected	-	指向期望在原子对象中查找到的值的指针
desired	-	若原子对象的值符合预期时，将要存储到原子对象中的值
success	-	比较成功时读-修改-写操作的内存同步顺序
failure	-	比较失败时加载操作的内存同步顺序

返回值

比较结果：当 * obj 等于 * expected 时返回 true ，否则返回 false 。

注释

std::atomic_compare_exchange_weak 和 std::atomic_compare_exchange_weak_explicit （弱版本）允许出现伪失败，即即使 * obj ! = * expected 实际相等时也可能操作失败。当在循环中进行比较交换操作时，这些弱版本在某些平台上能提供更佳性能。

当弱比较并交换需要循环而强比较并交换不需要时，除非 T 的对象表示可能包含填充位、 (直至 C++20) 陷阱位，或为同一值提供多种对象表示（例如浮点数 NaN），否则应优先选用强比较并交换。在这些情况下，弱比较并交换通常更适用，因为它能快速收敛到某个稳定的对象表示。

对于联合体中某些成员参与值表示而其他成员不参与的位，比较并交换操作可能总是失败，因为当这些填充位不参与当前活跃成员的值表示时，它们具有不确定的值。

从不参与对象值表示的填充位将被忽略。

(since C++20)

示例

比较并交换操作通常被用作无锁数据结构的基本构建模块。

运行此代码

#include <atomic>
template<class T>
struct node
{
    T data;
    node* next;
    node(const T& data) : data(data), next(nullptr) {}
};
template<class T>
class stack
{
    std::atomic<node<T>*> head;
public:
    void push(const T& data)
    {
        node<T>* new_node = new node<T>(data);
        // put the current value of head into new_node->next
        new_node->next = head.load(std::memory_order_relaxed);
        // now make new_node the new head, but if the head
        // is no longer what's stored in new_node->next
        // (some other thread must have inserted a node just now)
        // then put that new head into new_node->next and try again
        while (!std::atomic_compare_exchange_weak_explicit(
                   &head, &new_node->next, new_node,
                   std::memory_order_release, std::memory_order_relaxed))
            ; // the body of the loop is empty
// note: the above loop is not thread-safe in at least
// GCC prior to 4.8.3 (bug 60272), clang prior to 2014-05-05 (bug 18899)
// MSVC prior to 2014-03-17 (bug 819819). See member function version for workaround
    }
};
int main()
{
    stack<int> s;
    s.push(1);
    s.push(2);
    s.push(3);
}

缺陷报告

下列行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的C++标准。

DR	适用范围	发布时的行为	正确行为
P0558R1	C++11	由于 `T` 需要从多个参数进行推导，因此要求精确类型匹配	`T` 仅从 obj 进行推导

参阅

compare_exchange_weak compare_exchange_strong	原子地比较原子对象与非原子参数的值，若相等则执行原子交换，否则执行原子加载 ( `std::atomic<T>` 的公开成员函数)
atomic_exchange atomic_exchange_explicit (C++11) (C++11)	原子地以非原子参数替换原子对象的值并返回原子的旧值 (函数模板)

std::atomic_compare_exchange_weak (std::shared_ptr) std::atomic_compare_exchange_strong (std::shared_ptr) (C++20 中已弃用) (C++26 中移除)	为 std::shared_ptr 特化的原子操作 (函数模板)
C 文档关于 atomic_compare_exchange , atomic_compare_exchange_explicit

Compiler support
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Feature test macros (C++20)
Language support library
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Memory management library
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