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C++原子操作有哪些常見類型

c++
小樊
82
2024-11-09 07:26:36
欄目: 編程語言

C++11標準引入了原子類型(atomic types),用于在多線程環境中實現線程安全的操作。以下是一些常見的C++原子操作類型:

  1. std::atomic<T>:這是最基本的原子類型,其中T可以是整數類型(包括字符、整型、長整型等)或浮點類型。std::atomic<T>提供了對T類型的原子操作,如load()store()exchange()compare_exchange_weak()compare_exchange_strong()等。

  2. std::atomic_flag:這是最簡單的原子類型,只支持兩種操作:test_and_set()(設置標志位并返回原值)和clear()(清除標志位)。std::atomic_flag通常用于實現自旋鎖(spinlock)等簡單的同步原語。

  3. std::atomic<T*>:這是指向原子類型的指針,支持對指針的原子操作,如load()store()exchange()compare_exchange_weak()compare_exchange_strong()等。這在多線程環境中實現線程安全的指針操作非常有用。

  4. std::atomic<std::memory_order>:這是原子內存順序類型,用于指定原子操作的內存順序約束。std::memory_order有以下幾種類型:

    • std::memory_order_relaxed:不保證原子操作的順序性,只保證原子性。
    • std::memory_order_consume:用于數據依賴的操作,保證被依賴的數據在操作之前已經準備好。
    • std::memory_order_acquire:保證原子操作在進入臨界區之前完成,并防止其他線程在此期間修改數據。
    • std::memory_order_release:保證原子操作在退出臨界區之后完成,并防止其他線程在此期間修改數據。
    • std::memory_order_acq_rel:結合std::memory_order_acquirestd::memory_order_release,保證原子操作在臨界區內外都滿足順序性約束。
    • std::memory_order_seq_cst:提供最嚴格的內存順序約束,保證所有線程看到的操作順序都是一致的。

這些原子操作類型在多線程編程中非常有用,可以幫助程序員避免數據競爭(data race)和其他并發問題,從而實現線程安全的代碼。

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