std:: atomic_ref

定义于头文件 <atomic>
template < class T > struct atomic_ref ;		(C++20 起)

std::atomic_ref 类模板对其引用的对象实施原子操作。

在 std::atomic_ref 对象的生命周期内，其引用的对象被视为原子对象。若一个线程写入原子对象的同时另一个线程读取该对象，其行为是明确定义的（有关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，并按照 std::memory_order 的规定对非原子内存访问进行排序。

对象的生命周期必须超过所有引用该对象的 std::atomic_ref 的生命周期。当存在任何引用对象的 std::atomic_ref 实例时，必须仅通过这些 std::atomic_ref 实例访问该对象。被 std::atomic_ref 对象引用的对象的任何子对象，均不得被其他 std::atomic_ref 对象同时引用。

通过 std::atomic_ref 应用于对象的原子操作，与通过任何其他引用同一对象的 std::atomic_ref 所执行的原子操作之间具有原子性。

与核心语言中的 引用 类似， std::atomic_ref 的常量性是浅层的——通过 const std::atomic_ref 对象修改被引用值是可行的。

若满足以下任一条件，则程序非良构：

• std:: is_trivially_copyable_v < T > 为 false 。
• is_always_lock_free 为 false 且 std:: is_volatile_v < T > 为 true 。

std::atomic_ref 满足 可复制构造 要求。

目录 1 嵌套类型 2 数据成员 3 成员函数 3.1 仅当 T 为算术类型（除 cv bool 外）或对象指针类型时提供 3.2 仅当 T 为整型（除 cv bool 外）或对象指针类型时提供 3.3 仅当 T 为整型（除 cv bool 外）时提供 4 特化 5 备注 6 缺陷报告 7 参见

嵌套类型

类型	定义
value_type	std:: remove_cv_t < T >
difference_type	若 T 是除 cv bool 外的算术类型，则为 value_type 。 否则，若 T 是指向对象指针类型，则为 std::ptrdiff_t 。 否则，未定义。

数据成员

成员	描述
T * ptr	指向被引用对象的指针 ( 仅用于说明的成员对象* )
is_always_lock_free [static]	指示该类型是否始终无锁 (公开静态成员常量)
required_alignment [static]	指示要被 atomic_ref 引用的对象所需的对齐方式 (公开静态成员常量)

成员函数

(constructor)	构造 atomic_ref 对象 (公开成员函数)
operator=	将值存储到 atomic_ref 对象引用的对象中 (公开成员函数)
is_lock_free	检查 atomic_ref 对象是否无锁 (公开成员函数)
store	原子地以非原子参数替换被引用对象的值 (公开成员函数)
load	原子地获取被引用对象的值 (公开成员函数)
operator value_type	从被引用对象加载值 (公开成员函数)
exchange	原子地替换被引用对象的值并获取先前持有的值 (公开成员函数)
compare_exchange_weak compare_exchange_strong	原子地比较被引用对象的值与非原子参数，相等时执行原子交换，不相等时执行原子加载 (公开成员函数)
wait	阻塞线程直至被通知且原子值发生变化 (公开成员函数)
notify_one	通知至少一个在原子对象上等待的线程 (公开成员函数)
notify_all	通知所有在原子对象上阻塞等待的线程 (公开成员函数)
address (C++26)	返回对象地址 (公开成员函数)
仅当 T 为算术类型（除 cv bool 外）或指向对象指针类型时提供
fetch_add	原子地将参数加到存储在被引用对象中的值，并获取先前持有的值 (公开成员函数)
fetch_sub	原子地从存储在被引用对象中的值减去参数，并获取先前持有的值 (公开成员函数)
operator+= operator-=	原子地对被引用值进行加法或减法运算 (公开成员函数)
仅当 T 为整型类型（除 cv bool 外）或指向对象指针类型时提供
fetch_max (C++26)	原子地在参数与被引用对象的值之间执行 std::max 并获取先前持有的值 (公开成员函数)
fetch_min (C++26)	原子地在参数与被引用对象的值之间执行 std::min 并获取先前持有的值 (公开成员函数)
operator++ operator++ (int) operator-- operator-- (int)	原子地将被引用对象递增或递减一 (公开成员函数)
仅当 T 为整型类型（除 cv bool 外）时提供
fetch_and	原子地在参数与被引用对象的值之间执行按位与运算，并获取先前持有的值 (公开成员函数)
fetch_or	原子地在参数与被引用对象的值之间执行按位或运算，并获取先前持有的值

特化

标准规定 std::atomic_ref 具有以下特化版本：

template <> struct atomic_ref < /*integral-type*/ > ;	(1)	(自 C++20 起)
template <> struct atomic_ref < /*floating-point-type*/ > ;	(2)	(自 C++20 起)
template < class /*pointer-type*/ > requires /* 见下文 */ struct atomic_ref < /*pointer-type*/ > ;	(3)	(自 C++20 起)

注释

实现可能会合并指定的特化。例如，MSVC STL 会将它们全部合并到主模板中。

当 T 是 cv void 或函数类型时， std :: atomic_ref < T * > （即 std :: atomic_ref < void * > 、 std :: atomic_ref < int ( * ) ( ) > 等）不具有 difference_type 或任何需要指针算术 或关系比较 (since C++26) 的操作。

功能测试 宏	值	标准	功能
__cpp_lib_atomic_ref	201806L	(C++20)	std::atomic_ref
__cpp_lib_constexpr_atomic	202411L	(C++26)	constexpr std::atomic and std::atomic_ref

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。

缺陷报告	适用范围	发布时的行为	正确行为
LWG 3508 ( P3323R1 )	C++20	atomic_ref < T > 存在不可实现的操作 当 T 为 const 类型或指向非对象类型的指针时	针对不合适的 T 这些操作要么被约束要么不提供

参见

atomic (C++11)

原子类模板及针对布尔、整型、 浮点型 (C++20 起) 和指针类型的特化 (类模板)