C++并发实战16:std::atomic原子操作 - c++编程基础

specializations additional member functions

char
 signed char
 unsigned char
 short
 unsigned short
 int
 unsigned int
 long
 unsigned long
 long long
 unsigned long long
 char16_t
 char32_t
 wchar_t

extended integral types (if any) atomic::fetch_add
atomic::fetch_sub
atomic::fetch_and
atomic::fetch_or
atomic::fetch_xor
atomic::operator++
atomic::operator--
operator (comp. assign.)

指针特化：

specializations	additional member functions
`U` (for any type `U`)*	`atomic::fetch_add` `atomic::fetch_sub` `atomic::operator++` `atomic::operator--` `operator (comp. assign.)`

函数说明：

T fetch_add (T val, memory_order sync = memory_order_seq_cst) noexcept;//整型
T fetch_add (ptrdiff_t val, memory_order sync = memory_order_seq_cst) noexcept;//指针
将原子对象的封装值加 val，并返回原子对象的旧值（适用于整形和指针类型的 std::atomic 特化版本），整个过程是原子的

T fetch_and (T val, memory_order sync = memory_order_seq_cst) noexcept;//将原子对象的封装值按位与 val，并返回原子对象的旧值（只适用于整型的 std::atomic 特化版本），整个过程是原子的。

T fetch_or (T val, memory_order sync = memory_order_seq_cst) noexcept;//将原子对象的封装值按位或 val，并返回原子对象的旧值（只适用于整型的 std::atomic 特化版本），整个过程是原子的。

 fetch_xor (T val, memory_order sync = memory_order_seq_cst) noexcept;//将原子对象的封装值按位异或 val，并返回原子对象的旧值（只适用于整型的 std::atomic 特化版本），整个过程是原子的。

operator++
pre-increment (1)	
T operator++() volatile noexcept;
T operator++() noexcept;
post-increment (2)	
T operator++ (int) volatile noexcept;
T operator++ (int) noexcept;
自增运算符重载， 第一种形式 (1) 返回自增后的值（即前缀++），第二种形式(2) 返回自增前的值（即后缀++），适用于整形和指针类型的 std::atomic 特化版本。
operator--
自减运算符重载， 第一种形式 (1) 返回自减后的值（即前缀--），第二种形式(2) 返回自减前的值（即后缀--），适用于整形和指针类型的 std::atomic 特化版本。
atomic::operator (comp. assign.)
复合赋值运算符重载，主要包含以下形式：
if T is integral (1)	
T operator+= (T val) volatile noexcept;
T operator+= (T val) noexcept;
T operator-= (T val) volatile noexcept;
T operator-= (T val) noexcept;
T operator&= (T val) volatile noexcept;
T operator&= (T val) noexcept;
T operator|= (T val) volatile noexcept;
T operator|= (T val) noexcept;
T operator^= (T val) volatile noexcept;
T operator^= (T val) noexcept;
if T is pointer (2)	
T operator+= (ptrdiff_t val) volatile noexcept;
T operator+= (ptrdiff_t val) noexcept;
T operator-= (ptrdiff_t val) volatile noexcept;
T operator-= (ptrdiff_t val) noexcept;
以上各个 operator 都会有对应的 fetch_* 操作，详细见下表：

操作符	成员函数	支持类型
复合赋值	等价于	整型	指针类型	其他类型
+	atomic::operator+=	atomic::fetch_add	是	是	否
-	atomic::operator-=	atomic::fetch_sub	是	是	否
&	atomic::operator&=	atomic::fetch_and	是	否	否
|	atomic::operator|=	atomic::fetch_or	是	否	否
^	atomic::operator^=	atomic::fetch_xor	是	否	否

4 C风格的atomic类型及其操作，有点繁杂这里不赘述了，参看：点击打开链接和点击打开链接

5 atomic ，atomic 同样不可以赋值(这里指两个atomic 间的赋值)、拷贝，但是其可以直接初始化，如：atomic flag(false); flag=true。atomic_flag::test_and_set()被atomic::exchange()替代，更多操作见atomic 。

std::atomic
           
             b;
bool x=b.load(std::memory_order_acquire);
b.store(true);
x=b.exchange(false,std::memory_order_acq_rel);//更改为false并返回原来的值

compare_exchange_weak/strong函数是保证在比较和交换执行下原子化,但是此函数可能与expected值相等的情形下atomic的T值没有替换为val，这时atomic值未变且返回false，compare_exchange_weak可能失败，特别是线程数多于CPU核心数时compare-exchange这个指令序列可能CPU不能保证原子化，所以经常在循环中：

bool expected=false;
extern atomic
           
             b; // set somewhere else
while(!b.compare_exchange_weak(expected,true) && !expected);

compare_exchange_strong可以保证当atomic不等于expected时返回false，不需要循

C++并发实战16:std::atomic原子操作(二)