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C++原子操作有哪些常见类型

小樊
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2024-11-09 07:26:36
栏目: 编程语言

C++11标准引入了原子类型(atomic types),用于在多线程环境中实现线程安全的操作。以下是一些常见的C++原子操作类型:

  1. std::atomic<T>:这是最基本的原子类型,其中T可以是整数类型(包括字符、整型、长整型等)或浮点类型。std::atomic<T>提供了对T类型的原子操作,如load()store()exchange()compare_exchange_weak()compare_exchange_strong()等。

  2. std::atomic_flag:这是最简单的原子类型,只支持两种操作:test_and_set()(设置标志位并返回原值)和clear()(清除标志位)。std::atomic_flag通常用于实现自旋锁(spinlock)等简单的同步原语。

  3. std::atomic<T*>:这是指向原子类型的指针,支持对指针的原子操作,如load()store()exchange()compare_exchange_weak()compare_exchange_strong()等。这在多线程环境中实现线程安全的指针操作非常有用。

  4. std::atomic<std::memory_order>:这是原子内存顺序类型,用于指定原子操作的内存顺序约束。std::memory_order有以下几种类型:

    • std::memory_order_relaxed:不保证原子操作的顺序性,只保证原子性。
    • std::memory_order_consume:用于数据依赖的操作,保证被依赖的数据在操作之前已经准备好。
    • std::memory_order_acquire:保证原子操作在进入临界区之前完成,并防止其他线程在此期间修改数据。
    • std::memory_order_release:保证原子操作在退出临界区之后完成,并防止其他线程在此期间修改数据。
    • std::memory_order_acq_rel:结合std::memory_order_acquirestd::memory_order_release,保证原子操作在临界区内外都满足顺序性约束。
    • std::memory_order_seq_cst:提供最严格的内存顺序约束,保证所有线程看到的操作顺序都是一致的。

这些原子操作类型在多线程编程中非常有用,可以帮助程序员避免数据竞争(data race)和其他并发问题,从而实现线程安全的代码。

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