c++怎么使用std::atomic实现原子操作_c++ std::atomic原子操作方法

std::atomic 提供原子操作以避免数据竞争，支持 load、store、exchange 和 compare_exchange_weak/strong 等方法，可配合 memory_order 控制内存顺序，实现高效线程安全。

在C++中，std::atomic 是实现原子操作的核心工具，它能保证对共享变量的操作是不可中断的，避免多线程环境下出现数据竞争。使用 std::atomic 可以安全地在多个线程中读写同一变量，而无需额外加锁。

1. 基本用法：声明和初始化

你可以用 std::atomic 包装一个支持原子操作的类型，常见的是整型、指针等。

初始化后，这些变量的所有读写操作默认就是原子的。

2. 常用原子操作方法

std::atomic 提供了多种成员函数来执行特定的原子操作：

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• load()：原子地读取当前值。
• store(val)：原子地写入新值。
• exchange(val)：设置新值，并返回旧值（原子交换）。
• compare_exchange_weak() 和 compare_exchange_strong()：比较并交换（CAS），是实现无锁编程的基础。

示例：

3. 支持原子操作的内置类型

C++ 还提供了简化的原子类型别名，比如：

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• std::atomic_int
• std::atomic_bool
• std::atomic_ptr

这些本质上是 std::atomic 的 typedef，使用更方便。

4. 内存顺序控制（memory_order）

每个原子操作可以指定内存顺序，控制操作的同步行为。常用选项包括：

• memory_order_relaxed：只保证原子性，不保证顺序。
• memory_order_acquire：用于读操作，确保之后的读写不会被重排到该操作之前。
• memory_order_release：用于写操作，确保之前的读写不会被重排到该操作之后。
• memory_order_acq_rel：同时包含 acquire 和 release 语义。
• memory_order_seq_cst：最严格的顺序一致性，默认选项。

示例：

合理使用内存顺序可以在保证正确性的前提下提升性能。

基本上就这些。掌握 std::atomic 的基本操作和内存模型，就能写出高效且线程安全的代码。注意不是所有类型都支持原子操作，自定义类型需谨慎使用。不复杂但容易忽略细节。

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