atomic操作

2020-12-26

最基本的原子整数类型就是std::atomic。它比std::atomic_flag拥有更加齐全的布尔标志特性。可以使用一个非原子的bool类型进行构造，也可以使用一个非原子类型的bool值进行赋值。

1 2	std::atomic<bool> ready(ture); ready = false;

在原子类型中，赋值操作通过返回值（返回相关的非原子类型）完成，而非返回引用。std::atomic也支持对值的普通查找，其会将对象隐式转换为一个普通的类型值，或者调用load()函数来获取这个类型值。store()是一个存储操作，load()是一个加载操作即读取操作。exchange()则是一个“读-改-写”操作,当前值与预期值一致时，存储新值的操作：

std::atomic<bool> ready(ture);
ready = false;
boo x = ready.load(std::memory_order_acquire);
ready.store(true);
x = ready.exchange(false,std::memory_order_acq_rel);

还有就是比较/交换操作，compare_exchange_weak()和compare_exchange_strong()成员函数，这个操作时原子类型编程的基础：它比较原子变量的当前值和预期值，当两者相等时，存储预期值。当两者不等时，预期值会被更新为原子变量中的值，此操作的结果时一个bool值，为true执行存储操作，为false则更新期望值。但是对于compare_exchange_weak()函数，当原始值与预期值一致时，存储也有可能会失败。

原子指针类型，可以使用内置类型或自定义类型T,通过特化std::atomic<T*>进行定义，虽然接口和std::atomic的一致，但是它的操作时对于相关类型的指针，在使用load(),store()，exchange(),compare_exchange_weak()和compare_exchange_strong()成员函数时,获取与返回的类型都是指针类型T *。

使用原子类型的一个示例程序如下：

#include <iostream>
#include <atomic>
#include <thread>
#include <vector>
std::atomic<int> g_data (0);
void Set_data(int x){
    g_data.store(x,std::memory_order_relaxed);
}
void PrintX(){
    int x = g_data.load(std::memory_order_acquire);
    std::cout << "thread id : " << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    std::cout << "x = " << x << std::endl;
}

int main(int argc,char *argv[])
{
    std::vector<std::thread> stl;
    std::vector<std::thread> ptl;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        stl.emplace_back(std::thread(Set_data,i));
        ptl.emplace_back(std::thread(PrintX));
    }
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        stl[i].join();
        ptl[i].join();
    }
    return 0;
}