[C/C++]compare_exchange_strong

深入理解compare_exchange_strong函数
最新推荐文章于 2025-08-12 19:33:39 发布
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本文详细解析了atomic库中的compare_exchange_strong函数，该函数通过比较并交换原子变量值实现线程间的同步，常用于线程等待场景。文章阐述了其工作原理及参数意义，强调了memoryorder在确保操作顺序中的作用。

compare_exchange_strong：atomic库中的一个函数，入参是3个，expect，desire，memoryorder，意思是如果当前的变
量this的值==expect值，则将this值改为desire，并返回true，否则，返回false，不进行修改，即进行一个读的操作。通常用于例如线程B等待线程A执行完毕，或者执行到某个步骤。此时线程B可以进行while等待，线程A在执行到对应步骤，将对应的原子变量置为expect值即可。类似于“接力运动”。这里由于会进行读写操作，所以，memory order一般是acq rel，而A线程由于要保证都执行完毕，执行顺序没有关系，所以一般是Release的memory order。

【C/C++】无锁编程——compare_exchange_strong
YZJincsdn的博客
05-05 1373
原子操作之compare_exchange_strong
simple c++ 无锁队列
qianbo042311的博客
10-06 912
使用compare_exchange_strong 和 compare_exchange_weak在 C++ 中，compare_exchange_strong 和 compare_exchange_weak 是 std::atomic 类型的成员函数，用于原子地比较和交换操作。以下实现适合单生产者，单消费者，否则效率不佳。
C++11中原子变量std::atomic使用小记
hsy12342611的专栏
11-09 5130
C++11 std::atomic
C++11：原子交换函数compare_exchange_strong
cchao985771161的博客
10-12 1990
compare_exchange_strong： atomic库中的一个函数，入参是3个，expect，desire，memoryorder， 意思是如果当前的变量this的值==expect值，则将this值改为desire，并返回true， 否则，返回false，不进行修改，即进行一个读的操作。 通常用于例如线程B等待线程A执行完毕，或者执行到某个步骤。 此时线程B可以进行while等待，线程A在执行到对应步骤，将对应的原子变量置为expect值即可。类似于“接力运动”。 这里由于会进行读写操作，所以，
C++11：原子交换函数compare_exchange_weak和compare_exchange_strong 初探
Martin12111的博客
11-30 6485
compare_exchange_weak和compare_exchange_strong则是著名的CAS（compare and set）
compare_exchange_weak 和compare_exchange_strong区别
doubleintfloat的博客
03-19 991
和都是类提供的成员函数，用于执行原子的比较和交换（Compare-And-Swap，CAS）操作。
c++ compare_exchange_strong|weak使用小陷阱
qq_34179431的博客
08-23 598
1、将上面的int x 改成 long long x, 这样就不会有4字节的填充。compare_exchange_strong|weak 在比较相等时用的是。但是a1 和 x 逐位比较也应该想等才对呀，那问题出现在哪里呢。这二者有什么差异呢， 我们仅仅将 int x 注释掉了。示例一 内存不对齐的大小是 8 + 4 = 12B。答案是什么也不输出， 这个有一点出乎意料了。答案是：内存对齐导致的额外的padding。但是因为内存对齐导致其大小为 16B。memcpy 比较了16，memcpy 逐位比较。
compare_exchange_weak功能
doubleintfloat的博客
03-19 1147
函数会将原子变量的当前值与一个期望值进行比较，如果两者相等，则将原子变量的值更新为指定的新值；如果不相等，则将期望值更新为原子变量的当前值。该函数可能会出现伪失败的情况，即即使原子变量的当前值与期望值相等，操作也可能返回false，但这并不影响其在循环中重试以达到最终的更新目的。
深入解析std::atomic的exchange与compare_exchange操作
最新发布
牟同學的博客
08-12 1019
线程1读取值A线程2修改值为B线程3修改值为A线程1的CAS操作成功（值仍为A），但数据结构已改变ABA问题详细介绍exchange当需要无条件设置新值并获取旧值时使用适合标志位切换、所有权转移在循环中更新值时首选无锁数据结构的核心高性能要求的场景当需要单次尝试时避免虚假失败的场景简化错误处理逻辑“选择正确的原子操作，如同选择正确的锁——它决定了并发性能的边界。” - C++并发艺术。
C++ std::atomic_long compare_exchange_strong用法介绍
琅嬛福地
03-10 1331
是其一个成员函数，用于实现一种无锁的原子比较和交换操作。以下是一个简单的代码示例，展示如何使用。是 C++ 标准库提供的原子类型，
c++原子操作中compare_exchange_weak和compare_exchange_strong的MSVC与GCC源码和用法说明
vily_lei的专栏
08-22 2034
c++原子操作中compare_exchange_weak和compare_exchange_strong的MSVC与GCC源码和用法说明
无锁同步-C++11之Atomic和CAS
weixin_30316097的博客
07-20 1050
1、概要 本文是无锁同步系列文章的第一篇，主要探讨C++11中的Atomic。 我们知道在C++11中引入了mutex和方便优雅的lock_guard。但是有时候我们想要的是性能更高的无锁实现，下面我们来讨论C++11中新增的原子操作类Atomic，我们可以利用它巧妙地实现无锁同步。 2、传统的线程同步 1 #include <thread> ...
原子的比较 compare_exchange_strong
x
03-03 2620
包含原子操作的链接: InterlockedCompareExchange 模拟callonce 内存序 memory_order 现在假设有一个套接字状态的原子变量 atomic_int socketState; 在一个设计不良的多线程环境中, N个线程都会修改此状态,但只能执行一次; enum EnumSocketState { SocketStateNone = 0 , SocketStateAlive = 1, SocketStateClosed = 2}; std::atom.
C++11：原子交换函数compare_exchange_weak和compare_exchange_strong
a947568753的博客
01-10 765
C++11：原子交换函数compare_exchange_weak和compare_exchange_strong
深入理解 compare_exchange_strong 与 compare_exchange_weak：原子操作的强弱之道
探索C++编程的奥秘，分享深入的技术见解和实践，旨在激发读者创造力与解决问题的思维。
06-09 1109
在并发编程的世界里，原子操作如同微观世界的基本粒子，看似简单却蕴含着深刻的设计哲学。本文将深入探讨 C++ 中两个重要的原子操作：`compare_exchange_strong` 和 `compare_exchange_weak`，理解它们的底层原理、设计理念以及实际应用。
atomic 注释27：测试模板类 atomic＜T＞ 的成员函数 exchange ()，比较及强交换 compare_exchange_strong （）
zhangzhangkeji的博客
12-28 255
（77）（78）（79）
atomic 注释30：类 atomic_ref＜T＞的成员函数 compare_exchange_strong () 及 compare_exchange_weak ()及该模板类的源代码
zhangzhangkeji的博客
12-29 372
而 atomic 的数据成员则是 atomic 中独有的，与别的变量没有联系。这俩模板类适用于不同的场景。前者的源码，在 c++20 规范里，大师们才给出了定义。
c++11：std::atomic＜T＞::compare_exchange_weak, std::atomic＜T＞::compare_exchange_strong
李白
11-10 813
头文件：<atomic> 函数声明： boolcompare_exchange_weak(T&expected, T desired, std::memory_ordersuccess, std::memory_order failure)noexcept; 原子地比较*this和expected的值，而若它们逐位相等，则以d...
compare_exchange_weak和compare_exchange_strong
06-24
### C++中 `compare_exchange_weak` 和 `compare_exchange_strong` 的区别及用法 在C++的并发编程中，`std::atomic` 提供了两种重要的原子操作函数：`compare_exchange_weak` 和 `compare_exchange_strong`。这两种函数都用于实现比较和交换操作，但它们的行为和适用场景有所不同。 #### 1. `compare_exchange_weak` 的行为与特点 `compare_exchange_weak` 是一种“弱”版本的比较和交换操作。它尝试将某个值与预期值进行比较，如果两者相等，则将目标值替换为期望的新值；否则，将目标值存储到预期值变量中。然而，`compare_exchange_weak` 可能会由于硬件或编译器优化的原因而失败，即使条件满足也可能返回 `false`。这种失败被称为“假失败”，通常需要通过循环重试来处理[^2]。 ```cpp bool compare_exchange_weak(T& expected, T desired, std::memory_order success, std::memory_order failure); ``` - **参数**： - `expected`：当前预期值，若比较失败，会被更新为目标值。 - `desired`：希望设置的新值。 - `success`：成功时使用的内存顺序。 - `failure`：失败时使用的内存顺序。 - **特点**： - 允许假失败（spurious failure），可能需要多次尝试才能成功。 - 性能通常优于 `compare_exchange_strong`，因为它对硬件资源的需求较低。 #### 示例代码 ```cpp #include <iostream> #include <atomic> std::atomic<int> value(0); void example_compare_exchange_weak() { int expected = 0; int desired = 42; while (!value.compare_exchange_weak(expected, desired, std::memory_order_acq_rel, std::memory_order_relaxed)) { expected = 0; // 重置预期值 } std::cout << "Value after exchange: " << value.load() << std::endl; } ``` #### 2. `compare_exchange_strong` 的行为与特点 `compare_exchange_strong` 是一种“强”版本的比较和交换操作。与 `compare_exchange_weak` 不同，它不会出现假失败的情况。只要条件满足，操作一定会成功。因此，使用 `compare_exchange_strong` 时通常不需要额外的循环重试逻辑[^3]。 ```cpp bool compare_exchange_strong(T& expected, T desired, std::memory_order success, std::memory_order failure); ``` - **参数**： - 同 `compare_exchange_weak`。 - **特点**： - 不允许假失败，操作要么成功，要么失败且提供明确原因。 - 性能可能略逊于 `compare_exchange_weak`，因为需要更多的同步开销。 #### 示例代码 ```cpp #include <iostream> #include <atomic> std::atomic<int> value(0); void example_compare_exchange_strong() { int expected = 0; int desired = 42; if (value.compare_exchange_strong(expected, desired, std::memory_order_acq_rel, std::memory_order_relaxed)) { std::cout << "Exchange succeeded" << std::endl; } else { std::cout << "Exchange failed, current value: " << expected << std::endl; } } ``` #### 3. 主要区别 | 特性 | `compare_exchange_weak` | `compare_exchange_strong` | |-------------------------|--------------------------------------------|------------------------------------| | 假失败 | 可能发生 | 不会发生 | | 循环重试需求 | 通常需要 | 不需要 | | 性能 | 较高 | 较低 | | 硬件资源消耗 | 较低 | 较高 | #### 4. 使用场景 - **`compare_exchange_weak`**：适用于性能敏感的场景，尤其是在假失败对程序逻辑无影响的情况下。由于其潜在的假失败特性，通常需要结合循环使用[^4]。 - **`compare_exchange_strong`**：适用于逻辑复杂、不允许假失败的场景。尽管性能稍逊，但在某些情况下可以简化代码逻辑。 --- ###
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