std::atomic 提供原子操作避免数据竞争,支持基础类型变量的线程安全访问。通过 store、load、exchange 和 compare_exchange_weak 等方法实现安全读写,常用于计数器和无锁编程;配合 memory_order 可精细控制内存同步行为,提升性能。

在多线程编程中,数据竞争是常见问题。C++ 提供了 std::atomic 来保证对变量的操作是原子的,避免竞态条件。它位于 red"><atomic> 头文件中,适用于布尔值、整数、指针等基础类型。
使用 std::atomic<T> 模板定义原子变量,T 通常是 int、bool、指针等可支持原子操作的类型。
示例:
#include <atomic> #include <iostream> std::atomic<int> counter(0); // 初始化为 0 std::atomic<bool> ready(false);
也可以在运行时赋值:
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counter = 10; ready.store(true); // 显式写入
std::atomic 提供了多个成员函数来安全地读写数据。
示例代码:
#include <atomic>
#include <thread>
#include <vector>
std::atomic<int> count(0);
void increment() {
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
count.fetch_add(1); // 原子增加
// 或者直接使用 ++count;
}
}
int main() {
std::vector<std::thread> threads;
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
threads.emplace_back(increment);
}
for (auto& t : threads) {
t.join();
}
std::cout << "Final count: " << count.load() << "\n";
return 0;
}
这是实现无锁算法的核心操作。它检查当前值是否等于 expected,如果是,则设为 desired;否则将当前值写回 expected。
std::atomic<int> val(0);
int expected = 0;
if (val.compare_exchange_weak(expected, 100)) {
std::cout << "Change successful: " << val.load() << "\n";
} else {
std::cout << "Change failed, current value is " << expected << "\n";
}
常用于循环中重试:
int expected = val.load();
do {
// 修改 expected 的值
} while (!val.compare_exchange_weak(expected, new_value));
每个原子操作可以指定内存顺序,控制操作的同步和排序行为。常用选项包括:
示例:
counter.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed); ready.store(true, std::memory_order_release); bool status = ready.load(std::memory_order_acquire);
以上就是C++如何使用原子操作(atomic)_C++ 原子操作方法的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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