【C++】atomic简介

atomic简介

• C++11起提供了atomic，可以使用它定义一个原子类型。
• 原型：

template< class T >
struct atomic;

• 成员函数：
  atomic提供了一些与原子操作有关的成员函数。

成员函数	说明
store	原子地以非原子对象替换原子对象的值
load	原子地获得原子对象的值

详见：https://zh.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic

• 特化成员函数:
  所谓特化函数，也就是atomic提供的，可以进行原子操作的函数。使用这些函数，进行的操作，都是原子的。

特化成员函数	说明
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
fetch_sub	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
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
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
operator++	令原子值增加一
operator++(int)	令原子值增加一
operator–	令原子值减少一
operator–(int)	令原子值减少一
省略	省略

详见：https://zh.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic

• 为什么要定义一个原子类型？

举个例子，int64_t类型，在32位机器上为非原子操作。更新时该类型的值时，需要进行两步操作（高32位、低32位）。如果多线程操作该类型的变量，且在操作时未加锁，可能会出现读脏数据的情况。

解决该问题的话，加锁，或者提供一种定义原子类型的方法。

使用

• 定义一个原子类型

// 定一个int64_t的原子类型
std::atomic<int64_t> value;

• 自加操作（原子）

// atomic提供的特化成员函数，已经重载了++运算符
// 所以该操作时原子的
value++

• 读取变量值（原子）

// 此处的原子，指的是读取value的值，这一步。
// 而不是，将value的值赋给x。

int64_t x = value.load(std::memory_order_relaxed);

• 更新变量（原子）

int64_t x = 10;
value.store(x,std::memory_order_relaxed)

参考资料

• http://www.cplusplus.com/reference/atomic/atomic/store/
• https://zh.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic