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:
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()
和compare_exchange_strong()
等。
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。
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()
和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。
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_acquire
和std::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。